页岩-煤吸附CO2时间效应及变形各向异性试验研究
来源期刊：煤炭学报2018年第8期
论文作者：汤积仁 王相成 卢义玉 敖翔 韩帅彬
文章页码：2288 - 2295
关键词：CO2强化开采技术;煤-岩对比;时间效应;吸附变形;变形各向异性;
摘 要：为对比研究页岩和煤在CO2作用下吸附解吸与变形特性,采用四川盆地龙马溪组页岩和塔山煤矿煤样,利用"高温高压页岩吸附膨胀仪"在016 MPa CO2压力下对以上两类样品进行了长达2 000 h的等温吸附及变形试验。结果表明:在渗透率和CO2密度共同影响下,页岩和煤吸附平衡时间在06 MPa内随平衡压力升高逐渐增加;当CO2压力到达临界压力附近时,吸附平衡时间急剧缩短（页岩9.3 h,煤4.8 h）;继续升高平衡压力,平衡时间再次增加。垂直、平行层理方向弹性模量的差异致使页岩变形各向异性随平衡压力升高不断减弱;煤变形各向异性比页岩更显著,随平衡压力升高波动性较大。页岩在气体压力为10 MPa附近达最大吸附量0.082 mmol/g,其体积应变量与吸附量满足二次函数关系。煤在气体压力为7 MPa附近达最大吸附量1.421 mmol/g,其体积应变量与吸附量呈现良好的线性关系。
汤积仁1,2，王相成1,2，卢义玉1,2，敖翔1,2，韩帅彬1,2
1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室2. 重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室
摘 要：为对比研究页岩和煤在CO2作用下吸附解吸与变形特性,采用四川盆地龙马溪组页岩和塔山煤矿煤样,利用"高温高压页岩吸附膨胀仪"在016 MPa CO2压力下对以上两类样品进行了长达2 000 h的等温吸附及变形试验。结果表明:在渗透率和CO2密度共同影响下,页岩和煤吸附平衡时间在06 MPa内随平衡压力升高逐渐增加;当CO2压力到达临界压力附近时,吸附平衡时间急剧缩短（页岩9.3 h,煤4.8 h）;继续升高平衡压力,平衡时间再次增加。垂直、平行层理方向弹性模量的差异致使页岩变形各向异性随平衡压力升高不断减弱;煤变形各向异性比页岩更显著,随平衡压力升高波动性较大。页岩在气体压力为10 MPa附近达最大吸附量0.082 mmol/g,其体积应变量与吸附量满足二次函数关系。煤在气体压力为7 MPa附近达最大吸附量1.421 mmol/g,其体积应变量与吸附量呈现良好的线性关系。
关键词：CO2强化开采技术;煤-岩对比;时间效应;吸附变形;变形各向异性;
