首页 期刊 安全与环境学报 煤粒瓦斯瞬时扩散模型研究 【正文】

煤粒瓦斯瞬时扩散模型研究

作者:史广山; 白鹏飞; 张玉贵 河南理工大学安全科学与工程学院; 河南焦作454000; 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; 河南焦作454000; 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心; 河南焦作454000; 全国煤炭行业瓦斯地质与瓦斯防治工程研究中心; 河南焦作454000
安全工程   扩散系数   相似理论   幂函数   fick定律  

摘要:为使扩散方程能够准确描述煤粒瓦斯涌出规律,首先依据相似理论和扩散第二定律建立瓦斯扩散系数计算方法,并结合试验数据得到扩散系数与时间的关系。然后基于此构建煤粒瓦斯瞬时扩散球状模型,运用分离变量法对模型进行求解,得到该模型的无穷级数解析解和模型系数的确定方法。最后通过计算值与试验值对比验证瞬时扩散模型的准确性,同时分析瞬时扩散模型与煤体复杂孔隙结构的关系。结果表明:扩散系数随时间的变化符合幂函数递减规律;构建的瞬时扩散模型能够准确描述煤粒瓦斯扩散规律,理论计算高度反映了试验结果;瞬时扩散模型可以从时空角度体现煤粒复杂的孔隙结构。因此该模型可用于计算瓦斯预测参数和研究瓦斯动力灾害形成过程。

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