温度冲击作用参数对泥岩甲烷吸附解吸特性的影响正交试验研究
郑亚炜1
康健婷1
康天合2
晏嘉欣1
汪家畅2
张慧慧1
1.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 0300242.太原理工大学 原位改性教育部重点实验室,山西 太原 030024
摘要：为研究温度冲击作用参数对泥岩甲烷吸附解吸特性的影响,采用正交试验的方法,对寺河煤矿 15 号煤层 15303 工作面上顶板粉砂质泥岩进行温度冲击改性试验;正交试验中的 3 因素 4 水平分别为热冲击温度 50、100、150、200℃,冷冲击温度-10、-30、-50、-70℃,冲击循环次数 1、3、5、7 次;采用容量法测定泥岩的吸附解吸特征参数,并从孔隙结构、表面性质等方面去探究其影响机理.研究结果表明:在不同作用参数改性后泥岩甲烷吸附与解吸能力提高,对泥岩饱和吸附量、Langmuir压力、比表面积与最可几孔径影响效果顺序为热冲击温度＞循环次数＞冷冲击温度;对解吸率、扩散系数与孔容的影响效果顺序为:循环次数＞冷冲击温度＞热冲击温度;饱和吸附量分别在热冲击温度 200℃、冷冲击温度-50℃、冲击循环次数 3 次时提高最多,分别为 23.29%,15.60%、19.15%;最终解吸率分别在热冲击温度 150℃、冷冲击温度-70℃、冲击循环次数 5 次时提高最多,分别为 7.15%、11.54%、11.14%;在孔隙结构方面,泥岩的饱和吸附量与比表面积、最可几孔径有较好的线性关系,解吸率与孔容有较好的线性关系,而改性后泥岩的比表面积与孔容提高、最可几孔径降低导致泥岩的甲烷吸附与解吸能力提高;在表面性质方面,改性后泥岩的表面粗糙度降低,泥岩-水接触角增大,表面能减小.
关键词：温度冲击正交试验甲烷吸附解吸孔隙结构合层共采
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(41902179)山西省科学技术厅青年科技研究基金资助项目(201901D211004)山西省教育厅高等学校科技创新资助项目(2019L0134)
论文发表日期：2024-09-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 48-59 )
英文信息