混凝土含气量范文

2024-05-23

混凝土含气量范文（精选6篇）

混凝土含气量第1篇

操作规程

1、仪器标定

a、量钵容积标定：先称量含气量测定仪量钵加玻璃板重，然后量钵加满水，用玻璃板沿量钵顶面平推，量钵内盛满水而wWw.玻璃板下无气泡。擦干仪器表面连同玻璃板一起称重。两次质量差除以同温度下水的比重即为量钵的.容积。 b、含气量点的标定：量钵加满水，接好校正管，盖好盖，从龙头处加满水。用手泵充气，表压稍大于0.1MPa，微调表压为0.1MPa。按下阀门杆1-2次，读压力表即相当于含气量0%。

c、含气量1%-10%的标定：0%标定后，接好另一校正管，按阀门杆，漫漫打开龙头，让量钵内水流入量筒，当量筒内水为量钵容各的1%时关闭龙头。打开排气阀，然后重新加压，用微调阀准确调到0.1MPa，按1-2次阀门杆，此时压力表读数相当于含气量1%，用同方法测得2%，3%-10%的压力表读数。然后绘制含气量与压表读数关系曲线。

2、试验规程

a、混凝土拌和物均匀装入量钵，用震动后振捣15-30s。

b、刮平混凝土，表面光滑无气泡。

c、盖好钵盖，向量钵内注水至出水口流水，关紧龙头和排气阀。 d、向量钵内打气加压，表压称大于0.1MPa，用微调阀准确到0.1 MPa。 e、按下阀门杆1-2次，测得压力表读数，根据标定曲线测定含气量值A1。 f、用水压法测出集料含气量C。

g、结果计算：A=A1-C

以两次测值平均值为结果，两次测值相差0.2%以上，找出原因重做试验。

混凝土含气量第2篇

华北煤变质作用对煤含气量和渗透率的影响

通过华北和美国煤层气地质条件的对比,基于华北煤变质特点,指出了区域岩浆热变质有利于提高煤层含气量和渗透率,并对其作用机理进行了初步探讨.在中国,经受燕山期岩浆侵入影响之前的煤级较低,因此在快速增温的高温作用下,煤层气再次发生即“叠加生烃”或“叠加成气”的.潜力大,孔、裂隙系统发育更趋完善,区域岩浆热变质的生气时间晚而利于煤层气保存.叠加有区域岩浆热变质形成的煤级分带,包括高煤级煤和中煤级煤在内都将明显提高煤的含气量和渗透率,因此,华北地区应重视在区域岩浆热变质煤中寻找煤层气勘探目标.

作者：杨起汤达祯 Yang Qi Tang Dazhen 作者单位：中国地质大学能源地质系,北京,100083 刊名：地球科学-中国地质大学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：EARTH SCIENCE-JOURNAL OF CHINA UNIVERSITY OF GEOSCIENCES 年，卷(期)： 25(3) 分类号：P618.11 关键词：煤层气煤变质作用含气量渗透率华北

混凝土含气量第3篇

本次试验中所用原材料如下:在配制C30、C40混凝土时选用P.O42.5R水泥, 在配制C50混凝土时选用P.O52.5R水泥;粗集料选用5~20mm的石灰岩碎石;细集料采用细度模数为2.8的天然中砂;减水剂采用萘系高效减水剂, 减水率为25%;引气剂采用十二醇硫酸钠。

2 研究方案及试验结果

首先确定C30、C40、C50在没有掺入引气剂时的配合比为基准配合比, C30混凝土配制强度为37MPa;C40混凝土配制强度为48MPa;C50混凝土配制强度为58 MPa, 设计坍落度均为70~90cm, 在此基础上掺入引气剂, 各等级混凝土引气剂掺量采用0.02%、0.025%、0.03%。含气量对C30、C40、C50混凝土各龄期扩压强度的影响见图1~图3。具体各强度等级混凝土在引气状态下的配合比见表1。试件在进行标准养护至相应龄期后进行力学性能试验。具体各强度等级混凝土在引气状态下的力学性能见表2。

3 含气量对C30、C40、C50混凝土力学性能的影响

结合表2和图1, 对于C30混凝土28d抗压强度, 当含气量在3.5%~5%时抗压强度下降3.3MPa, 较基准混凝土降幅8%;当混凝土含气量超过5%后, 强度值为9.9 MPa, 较基准混凝土降幅24%。

结合表2和图2, 对于C40混凝土28d抗压强度, 当含气量在3.5%~5%抗压强度下降2.2MPa, 相对于基准混凝土降幅为4.4%;当混凝土含气量超过5%后, 强度下降9.3MPa, 较基准混凝土降幅18.6%。

结合表2和图3对于C50混凝土28d抗压强度来说, 当含气量在3.5%~5%时抗压强度下降2.2MPa, 对于基准混凝土来说降幅3.6%;当混凝土含气量超过5%后, 强度下降9.7MPa, 较基准混凝土降幅15.9%。

在混凝土中掺加适量的引气剂提高混凝土强度和密实性, 但含气量超过一定范围后混凝土强度则下降。含气量在2.5%~3.5%范围时混凝土强度变化较小, 这主要归结于引气剂的减水效果占主导作用, 使得混凝土的强度变化不大;混凝土含气量在3.5%~5%范围时, 强度下降幅度逐渐增大;当含气量超过5%时强度下降幅度进一步增大, 此时C30、C40、C50混凝土较难满足规范要求的强度保证率和配制强度, 因为掺入引气剂本来可以引入大量稳定而封闭的微小气泡, 这些微小气泡能切断毛细孔、阻断混凝土中的毛细孔通道, 削弱混凝土中微裂缝端部的应力集中, 抑制裂缝延伸和发展。随着混凝土中含气量的不断增加, 使混凝土中的微小气泡不再微小而是形成粗大气泡, 使得孔与孔间形成通路从而降低了混凝土密实度, 使得混凝土的强度降低。所以对于工程实际应用时控制混凝土中的含气量尤为重要, 过大的含气量会对混凝土强度产生不利影响。

4 结束语

在混凝土中掺加适量的引气剂能够提高混凝土的强度和密实性, 但当含气量超过一定范围后混凝土强度则不断下降。综合考虑混凝土强度保证率和配制强度, 建议C30混凝土中含气量不超过4%, C40和C50混凝土中含气量不超过5%。

摘要：在混凝土中掺入适量引气剂可以提高混凝土的密实性及抗冻性, 但含气量过大又会降低混凝土的强度。在不影响混凝土力学性能的情况下, 各强度等级混凝土中含气量适宜值研究较少。本文通过试验对比发现, C30、C40、C50混凝土在相同的含气量范围内强度下降幅度差别较大, 综合考虑混凝土强度保证率和配制强度, 得出C30混凝土中含气量不超过4%, C40和C50混凝土中含气量不超过5%。

关键词：引气剂,混凝土,含气量范围,强度下降幅度

参考文献

[1]玛浩, 朱清江.混凝土外加剂工程应用手册[M].北京:中国建筑工业出版社.1999.

[2]JTG E30-2005公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[S].北京:人民交通出版社, 2005.

[3]GB50119-2003混凝土外加剂应用技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2003.

[4]黄兴亮, 江洲, 任婷婷.混凝土耐久性能研究综述[J].陕西建筑, 2013 (7) :43.

[5]黄维蓉, 杨德斌, 周建廷.掺合料及引气剂对混凝土性能的影响研究[J].混凝土, 2010 (9) :80-82.

利用排采数据校正煤层含气量第4篇

现阶段, 煤层含气量最常用的测定方法分为两类: 直接法和间接法[1]。间接法如实验室等温吸附实验和体积密度测井等, 而等温吸附实验方法测含气量, 只限于计算气饱和的煤层, 同时需要储层温度和压力数据[1,2], 此外对每个煤层进行等温吸附实验的经济可行性较低。体积密度测井方法需要有可靠的具有代表性的地下煤层含气量以及煤岩性质数据[3—7]; 直接法通常指现场取芯解吸实验, 是可靠性最高也因此是最常用的含气量测试方法[8—10]。它通过钻井取芯、绳索取芯或录井煤屑等, 在常压加温条件下解吸, 测定含气量值。此方法测定的总含气量包括三个部分: 逸散气量、解吸气量和残余气量。逸散气量是从钻至煤层到煤样装入解吸罐之前自然析出的煤层气量, 无法直接测得, 通常利用直接法依据前两小时解吸资料推测[11]。解吸气量是解吸罐中含气煤样在常压和储层温度下自然脱附出来的煤层气量, 终止于连续7 天内每天平均解吸量小于或等于10 cm3[12]。残留气量指上一阶段自然解吸后残留在煤样中的煤层气量, 测定方法一般是将自然解吸后的样品装入球磨罐, 将球磨罐置于球磨机上磨碎2 ~ 4 h, 然后在常压下和储层温度下自然解吸。然而, 此方法在测试过程中, 逸散气量的估算最容易产生误差也往往是误差最大的地方[1,4]。某些情况下, 逸散气量占吸附气量的比率非常大, 例如, 圣胡安盆地水果地煤层 ( 深度300 ~ 1 000 m) 的逸散气量占总气量的15% ~ 70%[13]。一般情况下, 对于煤层深度在500 ~ 1 000 m的, 标准提芯时间不超过20 min, 煤层深度大于1 000 m的, 时间不超过30 min[12]。然而。在作业过程中取芯时间的控制仍然有一定的难度, 例如海外某区块中, 从其所提供的数据中看出, 其逸散时间平均达到3. 35 h, 远远超过了标准时间。而且, 更加糟糕的是, 在数据的处理过程中, 逸散气量甚至被直接忽略, 未得到任何校正, 即本区块中所有含气量数据不包含逸散气量, 使得含气量值明显偏低, 并致使常规逸散气量校正方法无法满足此地区含气量的校正, 因此, 对于该地区, 如何求得较可靠的含气量值至关重要。

利用排采数据计算含气量是一个全新的方法, 利用逆向思维, 利用排采数据求解煤层含气量, 方法简单易行且数据可靠度高, 是一个值得推崇的方法。

1 方法

煤层临界解吸压力是指解吸与吸附达到平衡时对应的压力, 即压力降低使吸附在煤微孔隙表面上的气体开始解吸时的压力。理论上, 当储层压力降低到临界解吸压力以下时, 煤孔隙中吸附的气体开始解吸, 向裂隙方向扩散, 在压力差的作用下, 从裂隙向井筒流动。目前, 煤层气开采大多是基于这一原理, 通过排水降低压力而达到采气的目的[14]。

煤层气临界解吸压力的理论值系指在等温曲线上煤样实测含气量所对应的压力 ( 图1) , 可由式 ( 1) 计算得到[15]。

式 ( 1) 中: P为临界解吸压力 ( MPa) ; V实为煤层实测含气量 ( m3/ t) ; PL为朗格缪尔压力 ( MPa) ;VL为朗格缪尔体积 ( m3/ t) 。

含气量可以由现场恒温解吸实验求得, 也可利用朗格缪尔方程式 ( 2) 计算求得,

式 ( 2) 中: V为煤层含气量 ( m3/ t) ; P为临界解吸压力 ( MPa) ; VL为朗格缪尔体积 ( m3/ t) ; PL为朗格缪尔压力 ( MPa) 。

本文进行含气量校正的基本思路为: 利用公式 ( 1) 求取每口井中每个煤层的临界解吸压力, 选取值最大的煤层 ( 即最早开始解吸的煤层) , 赋予其由排采数据求得的采气压力; 根据公式 ( 1) 求取此类煤层的含气量, 继而利用数理统计方法建立含气量与深度的函数关系, 最后求出不同深度煤层的含气量。

2 含气量校正实例

本文对海外某煤层气区块的含气量进行校正, 由于其取芯过程中逸散时间过长且没有进行逸散气量校正, 原始含气量测试值明显偏低, 平均9. 87 m3/ t。

虽然原始含气量忽略逸散气量致使含气量值偏低, 但由于同一口井的取芯控制时间相差不大, 其值仍有可比性, 可作为临界解吸压力定性对比的参数。

根据临界解吸压力最大煤层的埋深, 利用排采数据和排采曲线求得每口井的产气压力, 即该煤层的真实临界解吸压力, 利用公式2 求取对应煤层的含气量 ( 图2) 。

利用数理统计软件SPSS对数据进行分析, 其中, 设置深度为自变量x, 由排采数据求得的含气量为变量y, 生成散点图3。从散点图中可以看出含气量与深度二次关系明显, 利用二次关系进行拟合, 得到如图3 和表1 的数据。从表3 中看出, R2=0. 968, 意味着96. 8% 的数据可以被此模型解释; 显著性sig = 0. 000 03, 远小于临界值0. 01, 说明得到该模型的偶然几率是0. 003% 。因此, 由此得到的关系式 ( 3) 被确定为实际含气量与深度的关系, 利用此关系式可以计算出所有煤层的含气量。

式 ( 3) 中: x为煤层中深 ( m) , y为含气量 ( m3/ t)

校正后煤层的平均含气量为22. 82 m3/ t, 可以看出原始所测含气量平均低估56. 67% ( 图4) 。

3 结论

准确确定煤层含气量, 将成为煤层气勘探开发中极其重要的环节, 由于每个地区每个项目的情况不同, 含气量的确定方法也不同, 但是选择正确的方法仍然是含气量测定最关键的一步。从本文中可以得出以下几点结论:

1) 如果逸散时间不能控制在标准时间之内, 总含气量往往会被低估, 尤其是总含气量的计算忽略逸散气量时。在本文的研究区块中, 原始含气量比实际含气量低估了56. 67% 。

2) 排采数据校正后的含气量与深度有着明显二次关系, 可以完美的利用二次关系式拟合, 并且利用此关系式可以求出其他所有煤层的含气量。

3) 利用排采数据校正之后的煤层平均含气量高达22. 82 m3/ t, 是原始所测平均含气量9. 87 m3/ t的两倍之多。

摘要：目前, 国内外煤层含气量最常用的测定方法为取芯做解吸实验, 逸散气量利用直接法由解吸时间确定。然而在此过程中, 最容易引起误差的部分即逸散气量的估算;尤其是取芯时逸散时间未能控制在标准时间内;或者计算含气量时逸散气量没有得到正确校正, 都会导致所得含气量结果产生较大误差, 从而误导产能评估、开发设计和生产控制。采用逆向思维, 利用排采数据求取每口井的产气压力;并与由实验室所测数据和朗格缪尔方程求取的临界解吸压力相对应, 求得对应煤层的含气量;然后利用数理统计方法曲线回归建立含气量与深度的函数关系式, 进而计算所有煤层含气量, 以指导后期的优化、开发和生产。

混凝土含气量第5篇

关键词：安全生产,最高允许含气量,最高允许解吸量,影响因素

先采气后采煤,是国家为保障煤矿安全生产作出的强制性要求(国发改能源[2005]1137号文件),也是为促进煤层气产业发展的强制性措施。煤层气含量降低到什么程度,可以保证煤矿的安全生产,这个问题需要做创新性的探讨。因此,建立矿区标准,摆脱目前煤矿生产依靠的一些经验数据和单因素数据,才能够对煤矿安全生产进行合理的规范,有力地促进煤层气的抽采。焦作矿区是我国煤与瓦斯突出较为严重的矿区之一,随着开采向深部转移,矿井瓦斯将成为制约矿井生产能力、影响矿井安全生产的主要地质因素之一。因此,研究煤炭安全生产最高允许含气量,对于改善矿井生产安全条件、保障煤矿安全生产,促进煤层气资源的开发,改变焦作市的能源结构,保护大气环境等均具有重大意义。

1 矿区概况

焦作矿区含煤地层为石炭二叠系,含煤最多15层。可采和局部可采3～5层,可采煤厚9 m左右。太原组可采煤层有一1煤和一5煤,山西组二1煤稳定可采。矿区煤层全为无烟煤,煤层含气量一般在10～25 m3/t,煤层CH4含量大于4 m3/t、埋深小于2 000 m的山西组煤层气总资源量为1 622×1012 m3[1]。

焦作矿区矿井瓦斯涌出量大,9对生产矿井中有7对为高瓦斯矿井,历年发生煤与瓦斯突出96次。据统计,全矿区2004年瓦斯总涌出量为130.6 m3/min,每天排放瓦斯约18×104 m3;相对瓦斯涌出量为8.18～57.46 m3/(t·d),同一矿井不同年份瓦斯涌出量差别较大,如演马庄矿近年来相对瓦斯涌出量变化在15.07～57.46 m3/(t·d)。焦作矿区2004年矿井瓦斯抽放量为1 213×104 m3,瓦斯抽放率为11.5%～32.9%,平均为18.6%。

2 最高允许含气量求算模型

求算最高允许含气量的基本原则,应落实到采煤工作面和矿井回风流中瓦斯浓度不得超限,否则就有发生矿井瓦斯爆炸的危险。影响最高允许含气量的因素包括煤层气地质条件、矿井瓦斯状况、煤炭开采强度、煤矿通风安全措施4个方面。其中,地质条件是内在基础,煤炭开采强度和煤矿安全措施是外在条件,而矿井瓦斯状况是联结内在基础与外在条件的纽带。

笔者前期建立了煤炭安全开采最高允许含气量求算模型[2],即:

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式中:Cp为煤层最高允许含气量,m3/t;Cic为煤层含气量,m3/t,等于煤层气可解吸量与残气量之和;R为煤层气解吸率,%;β为煤炭资源回采率,%;ε为其他因素影响因子,如围岩和邻近煤层瓦斯涌入等;Mc为回风流中CH4最高允许浓度,%;Sh为回风巷断面积,m2;vh为回风巷最高允许风速,m/s;n为采矿卸压扰动煤层的距离,m;P为单位时间煤炭产量,t/s。

式(1)中的正数项,实质上就是煤炭安全开采的煤层气最高允许解吸量(Cpd)。只要取得特定工作面或矿井的吨煤含气量、煤层气解吸率以及回风巷断面积、单位时间煤炭产量、采煤工作面面积、采煤工作面推进速度、煤炭资源回采率等实际数据,就可求得该工作面或矿井最高允许吨煤含气量的限定值。合理设计井巷参数、采煤工艺和煤炭生产能力,根据最高允许含气量预先对煤层气进行抽采,在煤炭开采中严格执行设计规定,就有可能防止回风巷风流瓦斯浓度超标,保障煤矿安全生产。

3 测算结果及分析

选取有代表性的2个矿4个工作面作为测算单元。4个工作面开采对象均为山西组二1煤,开采方式均为炮采,数据采集时限均为2006年5—6月,计61 d。根据对模型中相关参数边界条件定义的讨论[2],回风流瓦斯浓度Mc取1.0%和1.5%,采区回采率β取30%,50%,70%。由此,组成最高允许含气量的6个交叉求算方案,测算结果见表1。

由表1可见,焦作矿区2个矿4个工作面的煤层气最高允许解吸量在1.37～8.89 m3/t,平均3.99 m3/t;最高允许含气量为9.79～17.13 m3/t,平均12.32 m3/t。在现有生产、通风条件下,只要煤层气含量降低到12.32 m3/t,就可以确保煤矿的安全生产。并且在回采率高的情况下,不需要预抽采就可以确保回风巷风流CH4浓度不超过安全标准。而焦作煤业集团根据实践经验认定最高允许含气量的经验值为13 m3/t,即如果将煤层含气量降到13 m3/t以下,则焦作矿区现有生产矿井一般不会出现回风流瓦斯浓度超标的现象,这与文中所计算的值接近。

1) 煤层含气性的影响。

最高允许解吸量增加,最高允许含气量随之增加,两者呈高度线性正相关,且基本上不受煤炭回采率的影响(见图1)。煤层气解吸率增大,最高允许含气量明显降低,不同回采率情况下具有相似的降低趋势(见图2)。说明了煤层气解吸率增大,则煤层残气量降低。残气量是残留在开采后煤块中的气体,这部分气体对煤炭安全开采不会造成很大的影响。所以残气量降低,则最高允许含气量随之降低。显然,煤层气解吸率是决定最高允许含气量大小的基础性因素。解吸率一定,回采率高的最高允许含气量高;反之则反。

2) 巷道通风能力的影响。

回风巷断面积增大,最高允许含气量和最高允许解吸量规律性增高(见图3—4),说明巷道通风能力增强,降低了最高允许含气量和最高允许解吸量的门槛。同时,在回风巷断面积相同的情况下,煤炭回采率越大,最高允许含气量和最高允许解吸量越高。在给定风速条件下,巷道通风能力是影响煤层最高允许含气性的重要因素之一,但不是唯一因素。

3)单位时间煤炭产量的影响。

单位时间煤炭产量增加,最高允许含气量和最高允许解吸量减小;单位时间煤炭产量一定,则回采率增高,最高允许含气量和最高允许解吸量增大(见图5—6)。因此,上述关系实质上反映了煤炭开采强度对最高允许含气量的影响。煤炭开采强度越大,对瓦斯预抽采的要求就越高。在其他条件相同的前提下,提高煤炭开采强度,最高允许含气量和最高允许解吸量需要降低。

4)煤炭回采率的影响。

以煤炭回采率30%作为基准来比较分析,回采率增高,最高允许解吸量和最高允许含气量线性增大(见图7—8)。最高允许解吸量降低,不同回采率所对应的最高允许解吸量差距减小;最高允许含气量降低,不同回采率对应的最高允许含气量差距也减小。这一现象所反映的实质,与单位时间煤炭产量和最高允许含气量关系类似。

4 结论

煤层含气性是决定煤矿安全生产最高允许含气量的地质基础,巷道通风能力、单位时间煤炭产量、煤炭回采率等开采因素是决定最高允许含气量的外在条件。在尊重客观地质条件的前提下,合理设计井巷参数和采煤工艺,客观确定矿井或采煤工作面生产能力,在预测最高允许含气量条件下预先对煤层气进行抽采,在煤炭开采中严格执行设计规定,就有可能防止回风巷风流瓦斯浓度超标,保障煤矿安全生产。此外,根据测算结果,焦作矿区煤层气最高允许含气量为12.32 m3/t,保障回风流瓦斯浓度不超限难度不大。

参考文献

[1]阎纯忠.焦作煤田山西组煤层气资源及其开发浅议[J].中国煤田地质,2003,15(1):25-27.