温度对煤粒瓦斯扩散动态过程的影响规律与机理

根据气体在多孔介质的运移理论，推导出了含瓦斯煤粒的扩散通量、扩散系数与温度分别呈指数函数、幂函数关系。运用自制设备，实验研究了吸附平衡压力为(0.74±0.01)MPa，吸附温度为303K，解吸环境温度为283~313K条件下，不同煤阶含瓦斯煤粒的扩散通量与温度的量化关系，确定了3种煤阶煤粒瓦斯放散量随温度变化的修正方法和回归系数，查明了不同煤阶煤粒的瓦斯扩散系数随温度升高的量化变化规律。实验结果表明，前60min的温度影响回归系数a可在0.0110~0.0120之间取值，无烟煤取0.0110，高变质烟煤可取0.0115，低变质烟煤可取0.0120。揭示了温度对含瓦斯煤粒扩散动态过程的影响机理，温度升高增强了甲烷分子的活性、促使孔隙扩张，特别是小孔隙的扩张，大大提高了瓦斯在煤粒中的扩散能力。