温度影响煤中甲烷解吸特性实验研究

"不同温度条件下煤中甲烷解吸特性的实验研究" 本文是对煤中甲烷解吸特性的深入实验研究，着重探讨了温度变化对这一过程的影响。实验结果显示，在相同的温度和气压环境下，煤中甲烷的初始解吸速度较快，随着时间的推移，解吸速度逐渐减缓，直至达到动态平衡状态。这个平衡状态意味着甲烷从煤体内部向周围环境的释放速率与被吸附回煤体的速率相等。 随着温度的升高，煤对甲烷的吸附能力下降，导致最终的甲烷解吸量增加。这是因为高温可以提高甲烷分子的活动性，增强其从煤孔隙中逸出的动力。同时，这也符合热力学原理，即温度升高会破坏煤与甲烷之间的吸附力，从而促进甲烷的解吸。 为了描述甲烷的解吸动力学，研究者采用了三种模型：经验公式、扩散模型和渗流模型。其中，扩散模型在模拟甲烷气体的解吸特性时表现出较好的适应性。在这些模型中，参数的变化揭示了温度影响解吸过程的规律。经验公式中的参数α、扩散模型的Qd∞参数以及渗流模型的Qd∞参数均随温度上升而增大，这表明随着温度增加，甲烷从煤中解吸的速度或效率提高。然而，扩散模型中的参数B和渗流模型的参数b则随温度增加而减小，这可能意味着在更高温度下，甲烷在煤孔隙中的扩散阻力减小。 此外，研究还指出经验公式中的参数β与温度变化无明显规律性，这可能需要进一步的研究来解释。煤的结构、变质程度、灰分、水分、气压以及物理场等因素也被认为对甲烷解吸有显著影响，但本研究重点关注了温度条件下的解吸特性。对于深部煤矿开采中因温度升高导致的煤中甲烷解吸问题，这样的研究结果具有重要的实践指导意义，可以帮助制定更有效的煤矿安全与甲烷利用策略。 该研究加深了我们对煤中甲烷解吸机理的理解，特别是温度对其影响的定量描述，为煤矿甲烷排放控制、矿井通风设计以及煤层气的开发利用提供了理论基础。未来的研究可以进一步探索其他因素如何与温度交互作用，共同影响甲烷解吸过程，以期实现更高效的煤矿安全与环保。