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不同煤阶煤体吸附储存CO2膨胀变形特性试验研究

贺伟; 梁卫国; 张倍宁; 李子文; 黎力 煤炭学报 2018年第05期

摘要:利用自主研发的气体等温吸附装置并辅以TST3827动静态应变测试系统,针对4种不同煤阶的煤样试件,在恒定温度(50℃)不同吸附压力条件下,研究了不同煤阶煤样CO2吸附特性及煤样的吸附变形规律。结果表明:煤体CO2吸附量与煤阶密切相关,在相同的吸附压力条件下,CO2吸附量随着煤阶的增大而增大;不同煤阶煤样的等温吸附曲线类似,煤样的CO2过剩吸附量随吸附压力变化曲线呈现出先升高后降低的特点,在8 MPa左右达到最大值;不同煤阶煤体吸附CO2后引起的变形也具有类似的变化趋势,即随着CO2压力的增大,体积应变先增大后趋于稳定,体积应变可以用引入CO2密度的DR模型进行描述,且随着煤阶的增大,体积应变逐渐减小;由于煤体层理结构特征,煤体在垂直于层理方向的应变约为平行于层理方向应变的1.8~2.3倍;煤体体积应变与绝对吸附量在气态CO2中呈线性增长关系,当CO2达到超临界状态以后随着绝对吸附量增加体积应变趋于稳定,且煤体吸附相同量CO2产生的体积应变随煤阶的增大而减小。

关键词:煤阶吸附超临界co2膨胀变形

单位:太原理工大学矿业工程学院; 山西太原030024; 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室; 山西太原030024; 滑铁卢大学土木与环境工程系; 安大略滑铁卢N2L3G1

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