基于煤孔隙构成的瓦斯扩散模型研究

摘要：

为揭示煤孔隙结构对瓦斯扩散的微观作用机制,针对煤中瓦斯赋存形态和扩散形式多样性,构建多尺度孔隙介质瓦斯传质模型;基于煤孔径分布测试结果,采用赌轮盘算法随机生成符合其空间分布概率的随机数,通过插值近似反演,获得了煤孔隙空间分布模型.在此几何模型基础上,利用Comsol数值软件对扩散模型进行解算,并与粒煤解吸实验结果进行对比分析.结果表明,煤的扩散能力较差,曲折因子远大于其他多孔材料,曲折因子与孔隙率关系负指数为5.5左右时模拟结果与实测结果基本一致;随孔径变化,煤内部努森系数、扩散系数不同,并在解吸过程中发生变化,煤粒内部扩散以过渡型扩散为主;由单孔隙模型解析解所得煤粒整体的扩散系数与模型所得内部扩散系数量级相同,为10-9cm2/s,但随解吸进行其变化趋势有差异.

关键词：采矿工程、孔隙分布、扩散系数、努森系数、瓦斯解吸

所属期刊栏目：40

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金资助项目;河南省科技攻关项目;河南理工大学创新型科研团队支持计划

在线出版日期：2021-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：987-996