【摘 要】
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冷冻取芯过程中,钻头钻削煤壁导致煤芯温度升高,煤芯同时受到制冷剂的作用,导致煤芯温度发生变化,温度是影响瓦斯解吸的重要因素,瓦斯解吸量和损失量都会受到影响。首先依托自制取芯管取芯过程管壁温度测定装置,采集在不同取样深度条件下的取芯管取芯过程管壁温度变化数据,并以此为基础,通过含瓦斯煤低温冷冻取芯模拟试验装置开展不同煤芯瓦斯压力、不同取样深度、不同破坏类型煤、不同变质程度煤条件下煤芯瓦斯解吸实验,研
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冷冻取芯过程中,钻头钻削煤壁导致煤芯温度升高,煤芯同时受到制冷剂的作用,导致煤芯温度发生变化,温度是影响瓦斯解吸的重要因素,瓦斯解吸量和损失量都会受到影响。首先依托自制取芯管取芯过程管壁温度测定装置,采集在不同取样深度条件下的取芯管取芯过程管壁温度变化数据,并以此为基础,通过含瓦斯煤低温冷冻取芯模拟试验装置开展不同煤芯瓦斯压力、不同取样深度、不同破坏类型煤、不同变质程度煤条件下煤芯瓦斯解吸实验,研究其动态变化规律及解吸特性。得到如下研究结论:（1）取芯管真实取芯过程管壁温度变化主要分为四个阶段,恒定温度阶段、温度缓慢上升阶段、快速上升阶段和下降阶段,分别对应着取芯过程中的安装、送钻、钻进和退钻过程;（2）冷冻取芯过程中煤芯瓦斯解吸量变化分为四个阶段,分别为前期快速增加阶段、短暂稳定阶段、中期减少阶段和后期稳定阶段。同一取芯深度,煤芯压力越大,瓦斯解吸量越大,低压和高压解吸量差异明显;同一煤芯压力,取芯深度越大,瓦斯解吸量越大;同一煤芯压力和取芯深度,软煤瓦斯解吸量大于硬煤解吸量;同一煤芯压力和取芯深度,变质程度越高,煤芯瓦斯解吸量越大;（3）冷冻取芯过程中煤芯瓦斯解吸速度变化分为两个阶段:快速降温阶段、缓慢降温阶段,快速衰减阶段时间远小于缓慢衰减阶段。同一取芯深度,煤芯压力越大,煤芯瓦斯解吸速度降为0ml/（g·min）所需要的时间越长;同一煤芯压力,取芯深度越大,煤芯瓦斯解吸速度降为0 ml/（g·min）所需要的时间越长;同一煤芯压力和取芯深度,软煤煤芯瓦斯解吸速度降为0 ml/（g·min）所需要的时间大于硬煤;同一煤芯压力和取芯深度,变质程度越高,煤芯瓦斯解吸速度降为0ml/（g·min）所需要的时间越长;（4）和非冷冻取芯过程相比,冷冻取芯过程存在倒吸。同一取芯深度,煤芯压力越大,倒吸量越小;同一煤芯压力,取芯深度越大,倒吸量越小,倒吸持续时间随着取芯深度的增加而增加;同一煤芯压力和取芯深度,软埋煤芯瓦斯倒吸量小于硬煤;同一煤芯压力和取芯深度,变质程度越高,倒吸量越小。倒吸速度变化分为两个阶段:快速增大阶段、缓慢衰减阶段。
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