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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
含煤体系瓦斯水合物相平衡测定与分解热计算
  • 作者

    吴强韩慧明刘传海陈冉张保勇赵子琪王维维

  • 单位

    黑龙江科技大学安全工程学院瓦斯等烃气输运管网安全基础研究国家级专业中心实验室

  • 摘要
    随着煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出事故频繁发生,采取有效措施预防煤与瓦斯突出灾害发生是国家煤炭能源战略所需.煤介质中瓦斯水合物相平衡值与分解热值是基于水合物法防治煤与瓦斯突出的重要参数.利用瓦斯气体水合物相平衡试验装置研究CH4水合物与CO2水合物在4种粒径(C1:0.425~0.850 mm, C2:0.250~<0.425 mm, C3:0.180~<0.250 mm, C4:0.150~<0.180 mm)煤介质中相平衡条件,得到4种粒径煤介质中CH4水合物与CO2水合物相平衡参数曲线,将其与Chen-Guo模型理论预测值比较,并基于Clausius-Clapeyron方程计算了CH4水合物与CO2水合物在4种粒径煤介质中的分解热.结果表明:4种粒径煤介质中瓦斯水合物相平衡条件存在一临界值,低于此临界值,相平衡热力学条件随着粒径的减小而趋于温和,高于此临界值,相平衡热力学条件随着粒径的减小变得更加苛刻;CH4水合物完全分解所需要的平均分解热随着煤介质粒径的减小而逐渐增加;除C1粒径外,CO2水合物完全分解所需要的平均分解热随着煤介质粒径的减小而逐渐增加,CO2水合物平均分解热均小于CH4水合物的平均分解热,CH4水合物在煤介质中的稳定性相比于CO2水合物更高,分析认为利用水合固化机理防治煤与瓦斯突出在富含CH4的煤层中应用效果更好.
  • 关键词

    煤与瓦斯突出瓦斯水合物多孔介质相平衡分解热

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然基金联合基金项目(U21A20111);国家自然科学基金项目(51704103);黑龙江省博士后面上项目(LBH-Z22247,LBH-Z20189);基本科研业务费项目(2020-KYYWF0679);
  • 文章目录
    1 试验部分
    1.1 试验材料
    1.2 试验装置
    1.3 试验步骤
    2 煤介质中瓦斯水合物相平衡试验结果与讨论
    2.1 瓦斯水合物相平衡试验参数测定
    2.2 瓦斯水合物相平衡曲线
    2.3 瓦斯水合物相平衡拟合值与预测值对比分析
    3 煤介质中瓦斯水合物分解热计算结果分析
    4 结 论
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