煤中瓦斯非稳态扩散特征模型及实验验证

作     者：徐超 王硕 郭海军 付强 XU Chao;WANG Shuo;GUO Haijun;FU Qiang

作者机构：中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地河南焦作454150 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2018年第49卷第5期

页      面：1-5页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金资助项目(51604278) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放课题资助项目(SKLCRSM16KFD09) 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(WS2017B04) 

主　　题：煤样粒径 吸附/解吸特征 非稳态扩散 非恒定扩散系数 煤与瓦斯突出 

摘      要：为了研究煤中瓦斯的运移规律,首先建立了煤中瓦斯非恒定扩散系数模型,然后以不同粒径煤样为对象,通过改进的解吸实验装置研究了煤中瓦斯解吸-扩散特性,实验验证了该模型的可靠性。结果表明,通过建立煤中瓦斯非恒定扩散系数模型,得到了煤中瓦斯扩散过程中不同时刻条件下的扩散系数,获得了煤中瓦斯的非稳态扩散特征。煤样的初期解吸速度相对较快,随后逐渐降低;煤样粒径越小,瓦斯的总解吸量和解吸速度均越大,煤样接近解吸平衡时所用的时间越短。相同压力下,初始时刻煤样的有效扩散系数随着煤样粒径的增大而减小,解吸-扩散实验结果验证了上述模型具有较高的可靠性。