煤体吸附瓦斯温度场实验：解析温度变化与分布

"煤体吸附瓦斯过程温度场变化实验研究" 本文主要探讨的是煤体在吸附瓦斯过程中温度场的变化规律。为了深入了解这一现象，研究人员设计了一套瓦斯吸附解吸温度实验测量系统，该系统由温度控制系统、瓦斯吸附解吸系统和多测点温度测量系统三大部分构成。实验中，他们特别关注了在20℃恒定温度下的煤炭样本，研究不同煤样在吸附瓦斯时的温度变化情况。 实验采用了来自余吾煤矿、平煤十矿和王庄煤矿的不同煤样，其中余吾煤矿的煤样分为250～425μm和180～250μm两种粒度，而平煤十矿和王庄煤矿的煤样粒度统一为250～425μm。在温度测量过程中，研究人员依据圆柱形样品罐的对称性，将温度传感器布置在中心剖面上，如图1所示，各测点的位置记录在表1中。 在多测点温度测量系统设置完成后，实验在20℃的恒温环境中进行，目的是观察不同煤样的瓦斯吸附量以及在此过程中温度的变化。通过对温度场的绘制和分析，研究人员找到了最适宜进行单点测量吸附过程温度变化的位置，并通过拟合分析，得出了煤体吸附瓦斯过程中某点温度变化最大值与中心点之间的关系式。 这一研究的意义在于，由于煤与瓦斯突出事故是我国煤矿安全的重大威胁，理解煤体与瓦斯相互作用时的温度变化规律对于预防此类事故具有重要价值。前人研究已发现煤与瓦斯突出前煤壁温度有所变化，因此，利用温度变化作为预测指标，可为煤与瓦斯突出的预警提供科学依据。通过多点温度测量，可以更全面地了解整个煤体在吸附瓦斯时的温度分布，从而为安全决策提供更为准确的信息。 该实验不仅揭示了煤体吸附瓦斯过程中的温度变化规律，还提出了一个用于描述温度变化最大值与中心点关系的数学模型，为未来进一步研究煤体与瓦斯的相互作用、优化煤矿安全监测提供了理论基础和技术支持。