CH4吸附-解吸过程中煤体的应变特性研究
赵海章
余岚
舒盼
陇东学院 新能源学院,甘肃 庆阳 745000
摘要：为明确在吸附-解吸过程中煤体的变形规律,揭示其内在主导机制,开展了CH4 吸附-解吸过程中煤体的应变特性研究.通过自主搭建的实验平台,在室温条件下进行了CH4 等温吸附-解吸实验.以He为参照气体,孔隙压力在 1.0～5.0 MPa范围内,系统分析了CH4 吸附-解吸过程中煤体的瞬态应变与残余应变,深入研究了煤与瓦斯相互作用过程中煤体的变形规律.结果表明:煤具有复杂的孔隙结构和强吸附能力,CH4 吸附引起煤体膨胀变形,解吸则导致煤体收缩,从而引发一系列应力变化和渗流行为的耦合效应;在CH4 吸附-解吸过程中,孔隙压力与煤体应变量呈正相关关系;随着孔隙压力的升高,CH4 吸附引起的体积应变显著增加,解吸残余应变也随之增大;在相同压力条件下,CH4 产生的吸附膨胀应变是He的 1.77～3.52 倍,解吸残余应变为He的 2.02～3.36 倍,煤体具有明显的不可逆变形特征;CH4 吸附引起的膨胀变形主要由孔隙-裂隙结构的填充扩容弹性变形、煤基质的吸附膨胀变形以及吸附应力引发的孔隙损伤变形共同主导;解吸残余变形则主要受控于孔隙压力释放所致的微观损伤效应、煤体分子结构在解吸过程中的重组行为以及孔口结构的不可逆变形等因素.
关键词：CH4吸附-解吸孔隙压力吸附应变残余应变煤体变形机制
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(52564023)甘肃省科技厅青年科技基金资助项目(24JRRM026)陇东学院校企合作资助项目(HXZK25105)
论文发表日期：2026-01-20
在线出版日期：2026-02-02（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 21-27 )
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