Badania właściwości sorpcyjno-odkształceniowych węgla w stanie obciążenia okólnego

• Autorzy: Dutka, B. , Topolnicki, J.

Warianty tytułu

EN

Investigating the sorption and deformation properties of coal under the state of confining stress

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań sorpcji CO2 na próbce węgla obciążonej ciśnieniem okólnym 29 oraz 4 MPa. Zastosowanie autorskiej aparatury wysokociśnieniowej umożliwiło pomiary pojemności sorpcyjnej oraz zmian objętości węgla pod wpływem obciążenia okólnego. Wykazano, że próbka pęcznieje pod obciążeniem 29 MPa, a siły pochodzące od naprężeń sorpcyjnych pokonują znaczne obciążenia próbki. Nieznaczna różnica nachyleń relacji pęcznienie-sorpcja przy różnych obciążeniach próbki, świadczy o braku wpływu obciążenia na pęcznienie węgla. Pęcznienie badanej próbki jest zależne wyłącznie od sorpcji CO2. Sorpcja z kolei uzależniona jest od obciążenia wywieranego na próbkę.

EN

The article presents the results of investigating CO2 sorption on a coal sample subjected to a confining pressure of 29 MPa and 4 MPa. The application of self-devised high-pressure equipment made it possible to measure the sorption capacity and the changes in the volume of coal under the influence of confining stress. It was demonstrated that the sample swells when the value of the stress is 29 MPa, and the forces resulting from sorption-induced strains overcome considerable stresses of the sample. The negligible gradient difference for the swelling-sorption relationship, for various sample stresses, proves that the stress has no influence upon the swelling of the coal. The swelling of the sample being examined depends solely on CO2 sorption. Sorption, in turn, depends on the stress exerted on the sample.

Słowa kluczowe

PL

pojemność sorpcyjna węgla; pęcznienie sorpcyjne; dwutlenek węgla; obciążenie okólne

EN

sorption capacity of coal; sorption-induced swelling; carbon dioxide; confining stress

• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 13, no. 1-4
• Strony: 31--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Dutka, B.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Topolnicki, J.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• AIREY E.M., 1968. Gas emission from broken coal: an experimental and theoretical investigation. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 5 (1968), p. 475.
• CEGLARSKA-STEFAŃSKA G., 2000. Układ węgiel kamienny-metan w aspekcie desorpcji i odzyskiwania metanu z gazów kopalnianych. AGH, Kraków.
• CEGLARSKA-STEFAŃSKA G., CZAPLIŃSKI A., 1991. The effect of limitation free expansion of hard coal on the sorption of carbon dioxide. Arch. Min. Sci., Vol. 36, issue 4, p. 369-378.
• HILE L.M., 2006. CO2 sorption by Pittsburgh-seam coal subjected to confining pressure. Pennsylvania State University, University Park.
• HOL S., PEACH C.J., SPIERS C.J., 2011. Applied stress reduces the CO2 sorption capacity of coal. International Journal of Coal Geology, 85, 2011, p. 128-142.
• PONE J.D.N., 2009. Carbon dioxide sequestration in coal: characterization of matrix deformation, sorption capacity and dynamic permeability at in-situ stress conditions, doctoral dissertation, Pennsylvania State University.
• PONE J.D.N., HALLECK P.M., MATHEWS J.P., 2009. Sorption Capacity and Sorption Kinetic Measurements of CO2 and CH4 in Confi ned and Unconfi ned Bituminous Coal. Energy Fuels, 23 (9), p. 4688-4695.
• SMITH D.H., JIKICH S.A., SESHADRI K., 2007. Carbon dioxide sorption isotherms and matrix transport rates for non-powdered coal. International Coalbed Methane Symposium, University of Alabama, AL, USA, May 21-25.