含煤体系瓦斯水合物相平衡测定与分解热计算
吴强
韩慧明
刘传海
陈冉
张保勇
赵子琪
王维维
黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;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,黑龙江哈尔滨 150022
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
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(U21A20111)国家自然科学基金(51704103)黑龙江省博士后面上项目(LBH-Z22247)黑龙江省博士后面上项目(LBH-Z20189)基本科研业务费项目(2020-KYYWF0679)
论文发表日期：2023-11-30
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：11( 1108-1118 )
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