基于孔隙结构的煤屑瓦斯放散动力学规律与模型

项目名称： 基于孔隙结构的煤屑瓦斯放散动力学规律与模型

项目编号： No.51374095

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 矿业工程

项目作者： 刘彦伟

作者单位： 河南理工大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 煤屑瓦斯放散动力学规律和模型大多是基于均质煤屑建立，没有考虑软、硬煤在孔隙结构和分子结构方面的差异，及其对瓦斯放散规律的影响，工程实践表明，软煤瓦斯含量损失量推算、钻屑瓦斯解吸指标等参数测定偏差较大。项目拟采用X射线衍射、顺磁共振、核磁共振、压汞、低温液氮吸附法等手段，研究不同煤阶典型软硬煤分子结构和孔隙结构的差异特征；结合高压容量法，研究软硬煤初始瓦斯扩散浓度（吸附瓦斯能力和极限解吸率）的差异特征；采用瓦斯放散实验法，实验研究不同煤阶、典型软硬煤瓦斯放散动态过程的差异特征，探讨动力变质对瓦斯放散规律的影响。根据气体在多孔介质运移理论，揭示孔隙结构对软硬煤屑瓦斯放散的影响机理。引入孔隙结构参数，建立能统一描述软硬煤屑瓦斯放散动态过程的多重孔隙结构动力学物理数学模型，求解瓦斯放散量与时间关系式，采用数值模拟研究不同煤阶、破坏类型煤屑瓦斯放散规律。为瓦斯灾害预测与防治、煤层气开发奠定理论基础。

中文关键词： 软硬煤；瓦斯扩散机理；孔隙结构；分子结构；理论模型

英文摘要： Most methane diffusion dynamic rules or models of coal cutting are based on homogenous coal cutting, which did not conside the difference between soft coal and hard coal on pore structure and molecule structure.Engineering practices show that calculation

英文关键词： Soft and hard coal；Gas diffusion mechanism；Pore structure；molecular structure；Constitutive models