关于煤粒瓦斯解吸经验公式的探讨

封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟秦跃平;郝永江;刘鹏;王健【摘要】为研究瓦斯在煤粒中流动的基本规律,设计了封闭空间内的煤粒瓦斯解吸实验,分别以菲克和达西定律为基础,建立了该条件下煤粒瓦斯放散的数学模型,通过有限差分的方法进行离散并编制程序进行解算,最终实验和数值模拟都得到了4种粒径的煤样在不同初始压力下累积解吸量随时间的变化关系.根据实验和模拟结果分别绘制ln[1-(Qt/Q∞)2]-t关系图进行对比,结果表明:在菲克模拟中,无论扩散参数B如何变化,其结果始终为一条直线;而达西模拟和实验结果有明显的曲线特征并且两者拟合度较高,说明在封闭空间内煤粒中的瓦斯流动更符合达西定律.结合以往研究可知,无论外部压力变化与否,瓦斯在煤粒内的流动都服从达西定律而不是菲克定律.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2015(040)001【总页数】6页(P87-92)【关键词】封闭空间;煤粒;瓦斯;菲克扩散;达西渗流;有限差分【作者】秦跃平;郝永江;刘鹏;王健【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD712责任编辑:张晓宁秦跃平,郝永江,刘鹏,等.封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟[J].煤炭学报,2015,40(1):87-92. doi:10. 13225/j. cnki. jccs. 2014. 0346Qin Yueping,Hao Yongjiang,Liu Peng,et al. Coal particle gas desorption experiment and numerical simulation in enclosed space[J]. Journal of China Coal Society,2015,40(1):87-92. doi:10. 13225/j. cnki. jccs. 2014. 0346煤粒瓦斯流动的基本规律一直是广大学者研究的重要问题,是涉及煤层瓦斯含量测定、突出危险性预测参数测定、各种采掘工艺条件下落煤的瓦斯涌出和煤层气开发等方面的关键问题[1-3]。

《平煤六矿煤层瓦斯解吸影响因素及损失瓦斯量补偿计算研究》篇一一、引言在煤炭开采过程中，煤层瓦斯的解吸和利用是一个重要的研究课题。

平煤六矿作为国内重要的煤炭生产地之一，其煤层瓦斯解吸特性的研究显得尤为重要。

本文旨在研究平煤六矿煤层瓦斯解吸的影响因素，以及如何对损失的瓦斯量进行合理补偿计算。

这不仅有助于提高煤矿的安全生产水平，也能为瓦斯的综合利用提供科学依据。

二、平煤六矿煤层瓦斯解吸影响因素1. 地质因素煤层瓦斯解吸受地质因素的影响较大，包括煤层厚度、煤质、地质构造等。

平煤六矿的煤层厚度变化较大，煤质也具有差异性，这些因素都会影响瓦斯的解吸速度和量。

2. 环境因素环境因素也是影响瓦斯解吸的重要因素，包括温度、压力、湿度等。

在平煤六矿的开采过程中，环境的变化会导致瓦斯解吸特性的改变。

3. 采矿因素采矿方法和工艺对瓦斯解吸也有影响。

不同的开采方式会导致煤层内部压力的改变，进而影响瓦斯的解吸。

三、损失瓦斯量补偿计算研究为了减少煤矿生产过程中的瓦斯损失，需要对损失的瓦斯量进行合理补偿计算。

本文提出以下计算方法：1. 数据收集与整理首先需要收集平煤六矿的煤层瓦斯解吸数据，包括地质数据、环境数据、采矿数据等。

对这些数据进行整理和分析，找出影响瓦斯解吸的主要因素。

2. 建立数学模型根据收集的数据，建立数学模型，描述瓦斯解吸与各影响因素之间的关系。

这个模型可以用来预测不同条件下的瓦斯解吸量。

3. 计算损失瓦斯量根据实际开采情况，利用数学模型计算损失的瓦斯量。

这个计算结果可以作为补偿计算的依据。

4. 补偿计算根据损失的瓦斯量和瓦斯的价值，进行补偿计算。

补偿的方式可以包括直接的经济补偿和瓦斯的再利用等。

四、结论与建议通过对平煤六矿煤层瓦斯解吸影响因素及损失瓦斯量补偿计算的研究，我们可以得出以下结论：1. 煤层瓦斯的解吸受多种因素影响，包括地质因素、环境因素和采矿因素。

这些因素的变化会导致瓦斯解吸特性的改变。

2. 为了减少煤矿生产过程中的瓦斯损失，需要对损失的瓦斯量进行合理补偿计算。

煤粒瓦斯解吸扩散试验方法及规律研究作者：许顺贵来源：《科技创新导报》2017年第20期摘要：为研究煤粒瓦斯的解吸扩散规律，笔者利用TerraTek ISO-300/310等温吸附/解吸仪和SH-CBM8全自动高精度煤层气/页岩气含气量多路测定仪，成功设计出一套简单易操作的煤粒瓦斯扩散系数测定方法。

结合经典扩散理论模型进行煤粒瓦斯扩散规律试验，研究探讨了实验过程中温度和吸附平衡压力对于煤粒瓦斯初始有效扩散系数的影响。

关键词：煤粒瓦斯试验扩散理论中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（b）-0086-04研究煤粒瓦斯的扩散规律，对于研究煤中瓦斯含量和预防瓦斯突出事故具有重要意义。

虽然近年来国内外学者积极参与煤粒瓦斯解吸扩散的试验研究，然而目前对于煤粒瓦斯扩散规律的认识尚不完善，测定煤粒瓦斯扩散系数的试验方法仍然有待改进。

笔者利用TerraTek ISO-300/310等温吸附/解吸仪和SH-CBM8全自动高精度煤层气/页岩气含气量多路测定仪，成功设计出一套简便可行的煤粒瓦斯扩散系数测定方法并给出煤粒瓦斯初始有效扩散系数D0的计算方法和理论模型。

通过煤粒瓦斯扩散规律试验，研究了试验温度和吸附平衡压力对于煤粒瓦斯初始有效扩散系数的影响，进而研究温度和吸附平衡压力对煤粒瓦斯扩散的影响。

对于煤粒瓦斯扩散规律的研究始于1951年剑桥大学Richard M. Barrer[1]提出的经典扩散模型。

20世纪60年代首次将经典扩散理论应用于矿业领域，用经典扩散模型法计算初始短时间内的煤中瓦斯扩散系数。

国内关于煤粒瓦斯扩散规律的研究始于1986年，杨其銮、王佑安等人[2]最先导出了经典扩散模型的精确解吸简化式。

其后，2001年聂百胜、郭勇义等人[3]引入第三类边界条件，基于长时间解吸扩散导出经典模型的三角函数表达式，取其中第一项n=1，近似计算扩散系数，然而其结果与经典扩散模型试验值仍存在较大偏差。

煤粒瓦斯变压吸附数学模型及数值解算秦跃平;王健;郑赟;童兴;刘鹏;齐艺裴【摘要】In order to verify the universality of Darcy law in coal particle gas flow,the coal particle gas adsorption experiment in enclosed space under variable pressures was designed on the basis of the constant pressure adsorption and desorption and variable pressure desorption experiments of different coal particles shapes.And the gas accumulative adsorption amount with time variation of 42.976,11.600 ～ 13.800,3.350 ～ 4.000 and 1.180 ～ 1.400 mm coal particles under 0.5,1,2 and 4 MPa initial pressures were obtained.Based on Darcy and Fick law,the gas adsorption mathematical models were proposed separately.The use of finite difference method,combined with the computer progTam coded in Visual Basic,enabled to solve the equations.And the gas accumulative adsorption amount of two models at different times and different initial gas pressures were obtained.By comparing and analyzing ln [1-(Qt/Q∞)2] vs.t diagrams from experiment and numerical simulation,it is found that the gas adsorption process of coal particles in the enclosed space also follows Darcy's law.This conclusion is consistent with a series of previous researches,namely whether the adsorption or desorption process,and the coal particle external pressure and the coal particle shape change or not,it is concluded that Darcy law is the basic rule of coal particle gas flow.%为了验证达西定律是煤粒瓦斯流动的普适性规律,在之前所做的不同形状煤粒的定压吸附解吸及变压解吸实验基础上,设计了封闭空间内煤粒瓦斯变压吸附实验,分别得到42.976,11.600～13.800,3.350 ～4.000和1.180～ 1.400 mm四种不同粒径的煤样在0.5,1,2和4 MPa四种初始压力下瓦斯累积吸附量随时间的变化情况.基于达西和菲克定律,分别建立封闭空间内煤粒瓦斯变压吸附数学模型.运用有限差分法计算模型,并编制Visual Basic计算机程序对方程进行解算,得到两种模型在不同时间不同初始瓦斯压力下的瓦斯累积吸附量.通过对比分析实验和数值模拟得到的ln[1-(Qt/Q∞)2]与t关系图,发现封闭空间内煤粒瓦斯吸附过程同样遵循达西定律.这与之前所做的一系列研究所得结论一致,即无论是吸附还是解吸过程,煤粒外部压力变化与否,煤粒形状如何,均可得到达西定律是煤粒瓦斯流动基本规律.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)004【总页数】6页(P923-928)【关键词】封闭空间;煤粒;瓦斯吸附;变压;验证【作者】秦跃平;王健;郑赟;童兴;刘鹏;齐艺裴【作者单位】中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TD712由于煤体微小孔隙中瓦斯流动规律一直存在分岐，多年来，研究者们对于煤粒瓦斯流动规律开展了大量的研究工作[1-4]。