采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (2): 521-530.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0012

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注CO2作用下含瓦斯煤解吸扩散动力学特性的实验研究

白杨1,2,李爱东1,李树刚1,2,林海飞1,2,龙航1,2,杨雷蕾1   

  1. 1.  西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054; 2.  西安科技大学西部煤矿瓦斯灾害防控陕西省高等学校重点实验室,陕西西安710054
  • 出版日期:2026-03-15 发布日期:2026-03-18
  • 通讯作者: 林海飞,E-mail: lhaifei@xust.edu.cn,Tel: 029-87877169
  • 作者简介:白杨(1993— ),女,陕西省西安市人,博士,副教授,从事矿井瓦斯防治等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年项目(52204237,52204235);国家博士后研究人员计划项目(GZC20232135);陕西省自然科学基金青年项目(2022JQ-347);陕西省教育厅青年创新团队项目(22JP048);陕西省科协青年人才托举计划项目(20240458)

Experimental study on desorption and diffusion kinetic characteristics of gas-bearing coal under the action of CO2 injection

  • Online:2026-03-15 Published:2026-03-18

摘要: 为深入探究注CO2作用下含瓦斯煤的解吸扩散动力学特性,采用PCTPro高压吸附仪和Trace 1300型气相色谱仪,针对含瓦斯煤开展不同温度条件下的注CO2促解瓦斯实验,分析该过程中瓦斯解吸扩散的动力学特性及规律。研究结果表明:注CO2条件下,CH4解吸量与温度呈负相关;不同解吸动力学模型的相关参数(k1k2Qe1Qe2kp)与温度呈负线性关联,而β受温度波动影响较小,Elovich动力学模型更适用于描述不同温度下注CO2时的瓦斯解吸动力学特性;注CO2过程中瓦斯扩散系数具有时变特性,不同温度条件下煤体瓦斯扩散系数与时间满足D(t)=a·ebt关系,由此构建了注CO2促解条件下煤体瓦斯扩散动力学修正模型,并完成验证。研究结果有助于进一步明确注CO2促解煤体瓦斯的作用机制。

关键词: 含瓦斯煤, 注CO2促解, 解吸动力学, 扩散系数, 时变特性

中图分类号: