解析煤粒瓦斯时变扩散规律与系数变化：南桐煤样实验研究

本文主要探讨了煤粒中瓦斯的时变扩散规律，由张志刚等人进行深入研究。在煤炭开采中，瓦斯的释放和扩散对安全具有重要影响，因此理解其在煤粒内部的动态行为至关重要。菲克型扩散理论是描述气体在固体介质中扩散的基本模型，然而，在实际的煤粒瓦斯放散过程中，扩散系数并非恒定，它会随时间、温度、压力等条件的变化而变化。 本文首先对瓦斯在煤粒中的扩散系数随时间变化的机理进行了深入剖析。扩散系数是衡量气体分子扩散速度的重要参数，其变化反映了煤粒内部结构、煤质特性以及瓦斯状态对扩散行为的影响。研究者可能考虑了煤的孔隙度、煤质紧密度等因素，以及瓦斯解吸过程中这些因素如何影响扩散系数的实时变化。 接着，研究人员针对南桐煤样的瓦斯解吸放散过程，利用特定的公式来求取时变扩散系数Dt。这一过程涉及对实验数据的精细采集和处理，包括瓦斯浓度、温度、压力等参数的监测，以及对这些数据进行数学建模，以揭示扩散系数随时间变化的具体规律。 通过对实验数据的分析，作者成功地建立了时变扩散系数的数学模型，这不仅有助于我们更好地预测和控制瓦斯的动态行为，还为优化采煤工艺和预防瓦斯事故提供了科学依据。最终，他们推导出了时变扩散方程的解析解，这是一种数学上的精确表达方式，可以提供更为精确的扩散预测和计算。 这篇文章的核心成果是对煤粒中瓦斯时变扩散规律的解析，这项研究对于煤炭行业的安全生产有着重要意义，它深化了我们对瓦斯行为的理解，有助于提升矿井的安全管理水平和技术水平。对于从事煤炭开采、通风管理或者瓦斯控制等相关领域的专业人员来说，这篇论文提供了重要的理论支持和实践指导。