温度对煤粒瓦斯扩散动态过程的影响规律与机理

刘彦伟，魏建平，何志刚，刘明举

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(河南理工大学)

摘 要：根据气体在多孔介质的运移理论,推导出了含瓦斯煤粒的扩散通量、扩散系数与温度分别呈指数函数、幂函数关系。运用自制设备,实验研究了吸附平衡压力为(0.74±0.01)MPa,吸附温度为303 K,解吸环境温度为283～313 K条件下,不同煤阶含瓦斯煤粒的扩散通量与温度的量化关系,确定了3种煤阶煤粒瓦斯放散量随温度变化的修正方法和回归系数,查明了不同煤阶煤粒的瓦斯扩散系数随温度升高的量化变化规律。实验结果表明,前60 min的温度影响回归系数a可在0.011 0～0.012 0之间取值,无烟煤取0.011 0,高变质烟煤可取0.011 5,低变质烟煤可取0.012 0。揭示了温度对含瓦斯煤粒扩散动态过程的影响机理,温度升高增强了甲烷分子的活性、促使孔隙扩张,特别是小孔隙的扩张,大大提高了瓦斯在煤粒中的扩散能力。

关键词：温度;煤粒;瓦斯扩散规律;瓦斯扩散机理;