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作者：施天威;李若绮;于健洋;黄文博;
单位：辽宁大学灾害岩体力学研究所;
摘要：注水可驱替煤中甲烷，但其规律尚不明确。为探究煤层注水驱替甲烷气体的规律，利用自主设计的试验装置开展了不同吸附平衡压力下注水驱替甲烷试验，分析了吸附平衡压力对甲烷驱替量、驱替速度、驱替时间、驱替率的影响规律，并探讨了驱替注水规律产生机制。结果表明：在相同驱替时间下，甲烷驱替量、驱替速度均随吸附平衡压力增大而增大；甲烷驱替量可划分为快速增长阶段、稳定增长阶段和缓慢增长阶段三个阶段，而未注水煤样的甲烷自然解吸量无稳定增长阶段；注水驱替时间(1 700～2 700 min)远大于自然解吸时间(≤480 min),表明注水驱替为缓慢过程，但驱替率(66.0%～79.5%)接近或高于对应自然解吸率(61%～73%),表明注水驱替能有效排出煤中大量甲烷；除水分子置换吸附甲烷外，孔裂隙内气体的“溶解—解吸—运移”循环作用也是促进煤中甲烷排出的关键因素。研究成果可为煤层瓦斯治理提供新思路。
关键词：安全工程;;瓦斯;;煤层注水;;吸附平衡压力;;驱替规律;;溶解性
基金资助：辽宁省教育厅基本科研项目(JYTMS20230769);; 辽宁省科技计划联合计划项目(2024-BSLH-096)
