基于动扩散系数新扩散模型的构造煤瓦斯扩散机理

李志强^1,2,3，王司建¹，刘彦伟¹，宋党育¹，王云刚^1,3

1. 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心2. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室3. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室

摘 要：为了揭示构造煤瓦斯扩散机理,进行了不同地区构造煤和原生煤的瓦斯扩散对比实验,得到了瓦斯扩散率随时间的变化过程.结果显示:扩散初期构造煤瓦斯扩散速率大于原生煤,后期扩散速率衰减程度大于原生煤.通过拟合实验数据发现扩散系数随时间增大而衰减,据此提出动扩散系数数学表达式并建立了准确描述瓦斯扩散全过程的动扩散系数新扩散模型.计算分析表明,构造煤的瓦斯初始扩散系数D0和衰减系数β均大于原生煤,这导致了构造煤瓦斯扩散率初期增加迅速,后期增长速率衰减迅速的特点.

关键词：瓦斯;构造煤;扩散;扩散系数;模型;