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不同单轴压缩应力条件下煤吸附CO_(2)后颗粒破碎演化规律研究
1
作者
丁洋
王梦迪
+7 位作者
李树刚
林海飞
赵泓超
谭军红
张静非
朱冰
张一正
张艳
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第S1期97-107,共11页
煤层开采完成后,地下形成了大量的裂隙空间,其中存在一层或多层遗煤,甚至可能包括完整的不可采煤层。这为利用煤矿采空区进行的CO_(2)的物理封存(包括游离态和吸附态CO_(2))提供了新的可能。在煤矿采空区的CO_(2)封存过程中,不同应力分...
煤层开采完成后,地下形成了大量的裂隙空间,其中存在一层或多层遗煤,甚至可能包括完整的不可采煤层。这为利用煤矿采空区进行的CO_(2)的物理封存(包括游离态和吸附态CO_(2))提供了新的可能。在煤矿采空区的CO_(2)封存过程中,不同应力分布条件下煤颗粒的破碎和压实特性将发生变化,可能引起采空区储层渗透性变化和微震活动,严重的将导致CO_(2)泄漏,危及CO_(2)封存的安全性。通过比较吸附和未吸附CO_(2)的煤样在不同轴向应力条件下的粒径级配特征、破碎特性和压实特性,揭示了不同应力条件对渗透性的影响。研究结果表明:吸附CO_(2)对煤颗粒的粒度级配产生了显著影响,煤样吸附CO_(2)后的粒度分布与Mandelbrot分形分布之间呈现良好的一致性;吸附CO_(2)增加了煤的破碎倾向,特别是在轴向压力较小时,相对破碎率和绝对破碎率随着轴压的增大逐渐增加。对于压实过程和空隙率,CO_(2)吸附在轴压较小时具有显著影响,但随着轴压的增大,这种影响减弱。结合实验结果和前人研究,提出了采空区煤岩体吸附CO_(2)后渗透率的计算方法,结果表明在吸附CO_(2)过后破碎煤体变得更加密实,吸附影响系数随着应力的增加呈现非线性的变化。研究结果为煤矿采空区CO_(2)封存的安全性评估以及CO_(2)注入后采空区后泄漏的防治提供了重要理论参考。
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关键词
煤矿采空区
CO_(2)吸附
轴向应力
破碎
煤岩体
破碎压实特征
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职称材料
题名
不同单轴压缩应力条件下煤吸附CO_(2)后颗粒破碎演化规律研究
1
作者
丁洋
王梦迪
李树刚
林海飞
赵泓超
谭军红
张静非
朱冰
张一正
张艳
机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
陕西煤业化工集团有限责任公司
出处
《煤炭科学技术》
北大核心
2025年第S1期97-107,共11页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(52074217)
陕西省联合基金资助项目(2021JLM-26)
陕西省自然科学基础研究计划面上资助项目(2024JC-YBMS-255)。
文摘
煤层开采完成后,地下形成了大量的裂隙空间,其中存在一层或多层遗煤,甚至可能包括完整的不可采煤层。这为利用煤矿采空区进行的CO_(2)的物理封存(包括游离态和吸附态CO_(2))提供了新的可能。在煤矿采空区的CO_(2)封存过程中,不同应力分布条件下煤颗粒的破碎和压实特性将发生变化,可能引起采空区储层渗透性变化和微震活动,严重的将导致CO_(2)泄漏,危及CO_(2)封存的安全性。通过比较吸附和未吸附CO_(2)的煤样在不同轴向应力条件下的粒径级配特征、破碎特性和压实特性,揭示了不同应力条件对渗透性的影响。研究结果表明:吸附CO_(2)对煤颗粒的粒度级配产生了显著影响,煤样吸附CO_(2)后的粒度分布与Mandelbrot分形分布之间呈现良好的一致性;吸附CO_(2)增加了煤的破碎倾向,特别是在轴向压力较小时,相对破碎率和绝对破碎率随着轴压的增大逐渐增加。对于压实过程和空隙率,CO_(2)吸附在轴压较小时具有显著影响,但随着轴压的增大,这种影响减弱。结合实验结果和前人研究,提出了采空区煤岩体吸附CO_(2)后渗透率的计算方法,结果表明在吸附CO_(2)过后破碎煤体变得更加密实,吸附影响系数随着应力的增加呈现非线性的变化。研究结果为煤矿采空区CO_(2)封存的安全性评估以及CO_(2)注入后采空区后泄漏的防治提供了重要理论参考。
关键词
煤矿采空区
CO_(2)吸附
轴向应力
破碎
煤岩体
破碎压实特征
Keywords
coal mine goaf
CO_(2)adsorption
axial stress
broken coal rock
crushing compaction characteristics
分类号
TD77 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
不同单轴压缩应力条件下煤吸附CO_(2)后颗粒破碎演化规律研究
丁洋
王梦迪
李树刚
林海飞
赵泓超
谭军红
张静非
朱冰
张一正
张艳
《煤炭科学技术》
北大核心
2025
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