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煤屑瓦斯扩散规律研究

作者

张飞燕韩颖
单位

河南理工大学安全科学与工程学院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能源科学与工程学院
摘要

为深入探讨煤屑瓦斯扩散规律,基于Fick定律,建立了煤屑瓦斯球向流动微分方程,并运用分离变量法对其进行解算,得出了煤屑瓦斯扩散规律的无穷级数解;通过理论分析及模拟计算,对无穷级数解进行了简化,获得了其近似解。研究表明:在B值为6.579 7×10-6~6.579 7×10-3s-1范围内,n=135,K=0.92时,理论分析结果与煤屑瓦斯实际扩散过程相符,B值标志着瓦斯扩散的快慢程度及衰减程度,可作为煤屑瓦斯扩散特征指标;煤屑瓦斯扩散速度在扩散瞬间达到峰值,此后随时间的延长逐渐衰减,最终无限趋近于0,扩散速度曲线存在一条水平渐近线V t=0,但少数学者提出的铅直渐近线并不存在;在同一时刻,吸附平衡压力越大,则煤屑累计瓦斯涌出量越大,瓦斯扩散速度也越快。
关键词

煤屑瓦斯扩散 Fick定律分离变量法特征指标
基金项目(Foundation)

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(WS2012A09)；河南理工大学博士基金资助项目(B2012-093)；河南理工大学青年骨干教师资助项目；
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[1]煤屑瓦斯全程扩散规律的实验研究