中尺度煤块中煤层气多尺度扩散系数随时间依赖的实验及模型

作者

李志强彭建松成墙
单位

河南理工大学煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心河南理工大学中原经济区煤层（页岩气）河南省协同创新中心重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
摘要

为探究煤层气含气量(和储量)测定过程中混有中尺度(厘米级)煤块的影响,开展了不同煤种的毫米-厘米级中等尺度煤块在不同压力下的煤层气扩散实验。实验发现,扩散前期实验扩散率大于经典模型的理论扩散率,扩散后期实验扩散率小于经典模型的理论值。全时扩散过程中扩散系数并非一个常数,而是随时间延长而衰减的函数。提出了能精确描述不同气压下不同煤种中尺度煤块的煤层气扩散全过程的动扩散系数新模型。与以往实验相比,中尺度煤块的初始扩散系数比粉煤大1～2个数量级,而扩散系数衰减系数比粉煤小1～2个数量级,原因是中尺度煤块包含了更大的孔裂隙,而其孔径级差较小。
关键词

煤层气扩散扩散系数模型
基金项目(Foundation)

河南省高校科技创新团队支持计划(17IRTSTHN030)；长江学者和创新团队发展计划资助(PCSIRT1235)；煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室开放课题(2011DA105287-KF201313)；国家自然科学基金资助项目(51004041)；
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