极松软煤体高压吸附过程中变形特性试验研究刘延保V(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037：2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037)摘要：突出煤层大都层理紊乱、存在煤质极其松软的软分层，软分层吸附瓦斯和释放瓦斯的能力比硬分层大许多，突出危险性更大。为分析软分层在高压条件下的吸附变形特性，研制了煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置，并利用该装置进行了恒温定容条件下煤样吸附、解吸瓦斯过程中吸附量与应变的同步测试。研究结果表明：等温吸附曲线、等温解吸曲线和等温吸附应变曲线均服从朗格缪尔方程，等温解吸应变曲线服从改进的朗格缪尔方程；软分层吸附一解吸过程可逆，吸附一解吸变形不可逆；瓦斯吸附量与体应变呈非线性关系。通过对实验数据的统计分析，建立了软分层煤体应变与吸附量的精确拟合方程。关键词：极松软煤体；软分层；瓦斯吸附量；吸附变形；恒温定容：TD713文献标志码：AExperimentalInvestigationontheDeformationCharacteristicsunderHighPressureAbsorptionofUltraSoftCoalLIUYanbao12(1.StateKeyLaboratoryofGasDisasterMonitoringandEme/'gencyTechnology,Chongqing400037,China;2.ChinaCoalTechnology'andEngineeringGroupChongqingResearchInstitute,Chongqing400037.China)Abstract：Mostoutburstcoalscamswithbeddingdisorderandcoalqualityextremelysofthierarchicallayers,theabsorbandreleasegasabilityofsofthierarchicallayerismorethanthehardhierarchicallayer,socoalandgasoutburstdangerousisgreater。Inordertoinvestigatethecharacterbehaviorofswellingdeformationandcontractiondeformationefleetofsofthierarchicallayerunderhighpressure,thedynamictestingdeviceofgasadsorptiondesoiptiondef()nnationofcoalseamwasdeveloped,andthedevicewasusedtoperformthesynchronoustestofadsorptionandstrainundertheconstanttemperatureandvolume,fherelationbetweenbodystrainandgasadsorptionisdiscussed・Theresultsshowthattheisothermaladsorptioncurve,theisothermaldesorptioncurveandtheisothermaladsoiptivcdeformationcurvewillfollowtheLangmuircequation,whiletheisothermaldcsorptivcdeformationcurvewillfollowtheImprovedLangmuirccquation.Theprocessofadsorption-desorptionisreversible,whiletheadsorption-desorptiondefonnationofsofthierarchicallayerisirreversible・Bodystrainandthevolumeofgasadsorptionarenonlinearlyrelated.Usingtheanalysisresultsofexperiment,thebodystrainandadsorptionquantityprecisefittingequationofsofthierarchicallayerwasestablished.Keywords：ultrasoftcoal：softlayered：adsorption；adsorptivedelonnation；constanttemperatureandvolume近年来，随着国内外研究者对煤岩瓦斯动力灾害发生机制、瓦斯抽采、以及二氧化碳煤层封存等收稿日期：基金项目：国家“十三五”科技重大专项(2016ZX05067004-004,2016ZX05043005-003)；国家口然科学基金项目(51574280)作者简介：刘延保(1981-),男，山东淄博人，傅士,副研究员，主要从事煤层气开发方面的研究工作。E-mail：yanbaoliu@163.corm技术关注程度的不断提高，国内外研究者也越來越重视煤岩瓦斯吸附、解吸能力及其变形特性方面的研究〔"］，并相继开发了测试煤岩吸附、解吸瓦斯量以及变形的技术和装置⑺⑹。在对具有突出危险性煤层的研究中发现，由于软分层煤体层理紊乱、煤质极其松软，吸附瓦斯和释放瓦斯的能力比硬分层大许多，引起的吸附、解吸变形也更为复杂，突出危险性更大。同时，由于现有设备大多只能进行单一的吸附、解吸量测试或变形测试，且吸附、解吸瓦斯量测试通常采用煤粉作为试验样品，变形量测试则采用块煤作为试验样品，由于二者采用的不是同一煤样，导致最终获得的吸附量和吸附变形不能很好的对应，分析结果说服力不强。此外，利用现有设备开展的吸附、解吸变形试验气体压力大多数在5.0MPa以内，而煤体在高压下，往往表现出不同于低压时的特性，尤其是吸附变形与吸附量同时测试时...