煤的表面自由能随瓦斯抽采的变化规律
凡永鹏1
霍中刚2
赵晶2
舒龙勇2
孙峰3
穆永亮4
1.煤炭科学研究总院,北京 100013;煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院,北京 1000132.煤炭科学技术研究院有限公司 安全分院,北京 1000133.中煤华晋集团有限公司王家岭矿,山西 临汾 0421004.辽宁工程技术大学 矿业学院,辽宁 阜新 123000
摘要：为了提高瓦斯抽采效果,防治煤与瓦斯突出,探讨了煤孔隙内表面的结构特点,从表面自由能的角度揭示了煤-瓦斯之间的界面作用,构建了煤的表面自由能与瓦斯吸附量之间的表达式;利用OCG方法,测定沙曲煤矿煤样的表面自由能在实验室条件下为43.33 mJ/m2;利用瓦斯抽采流-固-热耦合控制方程,对沙曲煤矿的瓦斯抽采过程进行了数值模拟.研究表明:煤的孔隙内表面处于不均匀的力场之中,煤孔隙内表面相比煤体相内部具有附加的表面自由能,煤孔隙内表面的表面自由能愈大,其吸附能力愈强;煤的表面自由能随瓦斯抽采作业不断增加,且在抽采钻孔附近区域的表面自由能最高;在瓦斯抽采作业之前,通过有效的技术措施降低煤的表面自由能,有利于提高瓦斯抽采效果.
关键词：瓦斯吸附瓦斯抽采表面自由能接触角流-固-热耦合
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家重点研发计划(2018YFB0605601)天地科技股份有限公司科技创新创业资金资助项目(2019-TD-QN023)
论文发表日期：2021-12-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 15-20 )
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