封闭空间内煤粒瓦斯解吸实验与数值模拟

为研究瓦斯在煤粒中流动的基本规律，设计了封闭空间内的煤粒瓦斯解吸实验，分别以菲克和达西定律为基础，建立了该条件下煤粒瓦斯放散的数学模型，通过有限差分的方法进行离散并编制程序进行解算，最终实验和数值模拟都得到了4种粒径的煤样在不同初始压力下累积解吸量随时间的变化关系。根据实验和模拟结果分别绘制ln\[1-(Qt/Q∞)2\]-t关系图进行对比，结果表明：在菲克模拟中，无论扩散参数B如何变化，其结果始终为一条直线；而达西模拟和实验结果有明显的曲线特征并且两者拟合度较高，说明在封闭空间内煤粒中的瓦斯流动更符合达西定律。结合以往研究可知，无论外部压力变化与否，瓦斯在煤粒内的流动都服从达西定律而不是菲克定律。