煤屑瓦斯扩散的定量分析与特征研究
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更新于2024-09-04
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本文主要探讨了煤屑瓦斯扩散规律的研究,基于Fick定律这一物理学中的基本原理,该定律描述了物质在空间中浓度随时间变化的扩散行为。作者构建了一个关于煤屑瓦斯球向流动的微分方程模型,利用分离变量法这一数学工具,得到了瓦斯在煤屑中的扩散规律的无穷级数解。这个解展示了瓦斯扩散随时间和距离的变化趋势,其中B值作为一个关键参数,它的范围在6.5797×10^-6到6.5797×10^-3秒^-1,反映了瓦斯扩散的速度和衰减特性。
研究发现,当B值在这个范围内,n=135,K=0.92时,理论分析的结果与实际煤屑瓦斯扩散过程相符合。这表明,B值可以作为一个重要的特征指标来衡量煤屑瓦斯扩散的特性。瓦斯扩散的速度在初始阶段达到峰值,随后随着时间的推移逐渐减小,最终趋向于零,形成了一个水平渐近线,即扩散速度Vt=0。这与部分学者提出的垂直渐近线观点不同,后者并未在实际数据中得到验证。
吸附平衡压力与煤屑瓦斯扩散速度的关系也被纳入研究。在特定时刻,吸附平衡压力越大,意味着煤屑中积累的瓦斯量越多,瓦斯扩散的速度也就越快。这一研究对于理解和预测煤层开采过程中的瓦斯行为,以及制定有效的安全措施具有重要的实践意义。
该论文发表在《煤炭学报》上,属于行业研究领域,涵盖了煤屑处理、瓦斯控制和矿山工程的前沿话题。作者张飞燕和韩颖来自河南理工大学的两个学院,他们的工作得到了省部共建的重点实验室和多个基金项目的资助,表明了这项研究的学术价值和实用性。
2020-04-22 上传
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