带压环境下煤体瓦斯解吸特性及模型
梁跃辉1
石必明1
岳基伟2
钟珍3
韩奇峻1
张铖铖3
彭杰3
张海卿3
梅文强3
1.安徽理工大学安全科学与工程学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学煤矿深井开采灾害防治技术科技研发平台,安徽淮南 2320012.安徽理工大学安全科学与工程学院,安徽淮南 232001;安徽理工大学煤矿深井开采灾害防治技术科技研发平台,安徽淮南 232001;平顶山天安煤业股份有限公司,河南平顶山 4670363.安徽理工大学安全科学与工程学院,安徽淮南 232001
摘要：煤层瓦斯含量是矿井瓦斯防治的一个关键技术参数,在直接测定煤层瓦斯含量取样过程中,由于钻孔内风压的存在,煤样在钻孔内瓦斯解吸处于带压环境.然而,目前煤样在钻孔内的瓦斯损失量是基于常压环境下瓦斯解吸量进行推算的,其造成煤层瓦斯含量测定不准确.基于此,开发了一套带压环境下煤体瓦斯解吸实验平台,探究了煤样在正压和变压环境下瓦斯解吸量、解吸率、扩散系数的演化规律,构建了带压环境下煤体瓦斯解吸模型,采用有限元分析软件数值解算了扩散系数方程.研究结果表明:煤样在孔内运移阶段,其瓦斯解吸过程处于正压环境,解吸量、解吸率、扩散系数与解吸压力呈现负相关的关系;在孔口接样阶段,煤样由带压环境向常压环境突变,常压环境下瓦斯解吸量、解吸率、扩散系数与瓦斯压力呈现正相关的关系;带压环境煤体瓦斯解吸模型计算的损失量更接近于实验测试的瓦斯解吸量,然而传统法(√t法和幂函数法)推算的瓦斯损失量远远偏离实验测试的瓦斯解吸量;传统法需要测定常压环境下瓦斯解吸量,才能间接推算瓦斯损失量,而带压环境下煤体瓦斯解吸模型依据取样风压、瓦斯压力及取样时间,可直接获得煤样的瓦斯损失量;研究结果为瓦斯损失量的准确推算及煤层瓦斯灾害防治奠定理论基础.
关键词：煤层瓦斯含量带压环境瓦斯解吸损失量推算矿井瓦斯防治
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(U23A20601)国家自然科学基金(52304200)安徽省自然科学基金资助项目(2308085QE152)
论文发表日期：2025-03-31
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：14( 1569-1582 )
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