内蒙古科技大学王文才教授：气体分子在煤结构与煤矸石狭缝结构中的渗透扩散模拟

   王文才，王  鹏，曹  钊

   李俊鹏

    内蒙古科技大学 矿业与煤炭学院，内蒙古 包头 014010

      为了分析不同气体在煤矸石山中的渗透规律，构建了SO₂、NO₂、O₂、N₂和O₃等气体分子以及煤和煤矸石狭缝的结构模型，采用巨正则蒙特卡罗方法及分子动力学模拟方法计算了5种气体分子在煤和煤矸石模型中不同环境下的渗透作用。研究结果表明: 气体分子吸附在2种模型上的总能量均随着压力的升高出现先增大后趋于平缓的规律，且各气体分子以物理吸附为主，吸附能力强弱顺序为SO₂>O₂>O₃>N₂>NO₂，SO₂的吸附作用最强，NO2的扩散作用最强；通过对比各气体间的混合扩散效果，发现混合后各气体分子间出现聚集现象，且浓度分布和渗透系数大小都遵循O2+N2+SO2+NO2+O3>SO2+NO2+

O3>O₂+N₂>单一组分气体，说明气体分子间存在一定的相互作用，利于扩散作用，削弱吸附作用，最终增强气体间的渗透能力；同时，也印证了混合气体的组分越多，各气体分子的渗透作用越强。

      王文才（1964—），男，内蒙古伊金霍洛旗人，教授，博士研究生导师，博士，从事采矿及矿山安全工程方面的教学和研究工作。