注热对煤体瓦斯吸附及渗透率影响的模型研究

"注热条件下含瓦斯煤体吸附及渗透率模型分析" 本文是一篇行业研究，主要探讨了注热条件下煤体瓦斯吸附及渗透率的变化规律。研究人员贾泉敏、孙海涛、江万刚等人通过建立数学模型，深入分析了煤层注热对煤体瓦斯产出的影响。 在煤层开采过程中，瓦斯问题一直是关键的安全隐患。为了提高瓦斯抽采效率和安全性，研究者引入了注热技术，即向煤层注入热量以改变煤体的物理特性。他们依据Langmuir吸附模型，这是一个经典的气体吸附理论，用于描述气体在固体表面的吸附过程。该模型假设吸附位是均匀分布的，并且每个吸附位只有一个吸附态。在此基础上，结合Warren-Root几何模型，该模型常用于描述多孔介质中的气体流动，尤其是煤炭这类复杂结构的渗透性。 通过对煤体瓦斯吸附和解吸规律的研究，作者发现注热可以显著影响煤体的吸附性能。随着温度的升高，煤体对瓦斯的吸附能力通常会降低，这是因为高温会增加瓦斯分子的活动性，使得瓦斯更容易从煤体内部释放出来。同时，煤体的水分含量也是一个重要因素，水分可以改变煤体的孔隙结构，影响瓦斯的吸附和解吸。 此外，文章还涉及了渗流力学理论，这是理解流体在多孔介质中流动的关键。通过分析，他们得出在注热条件下，煤体的渗透率也会发生变化。温度的提高可以导致煤体微裂隙的扩展，从而增大渗透率，促进瓦斯的排放。然而，水分的存在可能会影响煤体的机械性质，从而改变其渗透性。 该研究为理解煤层注热技术如何改变煤体瓦斯的吸附和渗透提供了理论基础，为实际操作中优化瓦斯抽采策略提供了科学依据。同时，这些研究成果也为未来的煤层注热多场耦合模型分析提供了必要的理论支持，有助于更全面地模拟和预测煤层注热过程中的各种物理现象。