煤体瓦斯吸附解吸过程热效应实验研究
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摘要
采用理论分析与实验研究相结合的方法,结合自行设计加工的含有锗单晶的专用瓦斯吸附罐对不同条件下煤体瓦斯吸附解吸过程温度变化规律进行了实验研究。研究结果表明：煤体瓦斯吸附过程为放热过程,解吸过程为吸热过程,其温度变化的幅度与煤的变质程度、瓦斯吸附平衡压力、煤的粒径、吸附气体的种类以及煤样的含水率相关,温度变化曲线符合指数函数。对煤体瓦斯解吸过程进行了热力学与能量耗散规律分析,建立了煤体瓦斯解吸过程温度—解吸量模型；对多变指数进行了理论计算,建立了基于修正的多变指数的煤体瓦斯解吸过程温度变化模型。论文的研究结果将为应用煤体温度进行矿井工作面煤与瓦斯突出的预测及诊断提供理论及实验基础,对煤与瓦斯突出的预测预报具有重要的意义。
By means of theoretical analysis and experimental research, the temperature change law of gas adsorption and desorption process in coal body at different conditions was experimentally investigated. The research results indicate that, gas adsorption in coal body is an exothermal process, while its desorption is an endothermal process; the extent of temperature change is correlated with metamorphic grade of coal, balance pressure of gas adsorption, particle size of coal, variety of adsorbed gas and water content of coal sample; temperature change curve accords with exponential function. Thermodynamic and energy dissipation law was performed for the gas desorption process in coal body. Temperature-desorption amount model was established for the gas desorption process in coal body; polytropic exponent was theoretically computed; revised polytropic index-based temperature change model was constructed for the gas desorption process in coal body. The research results will provide theoretical and experimental foundations for prediction and diagnosis of coal and gas outburst in work face by using coal temperature, and are of important significance to prediction of coal and gas outburst.
By means of theoretical analysis and experimental research, the temperature change law of gas adsorption and desorption process in coal body at different conditions was experimentally investigated. The research results indicate that, gas adsorption in coal body is an exothermal process, while its desorption is an endothermal process; the extent of temperature change is correlated with metamorphic grade of coal, balance pressure of gas adsorption, particle size of coal, variety of adsorbed gas and water content of coal sample; temperature change curve accords with exponential function. Thermodynamic and energy dissipation law was performed for the gas desorption process in coal body. Temperature-desorption amount model was established for the gas desorption process in coal body; polytropic exponent was theoretically computed; revised polytropic index-based temperature change model was constructed for the gas desorption process in coal body. The research results will provide theoretical and experimental foundations for prediction and diagnosis of coal and gas outburst in work face by using coal temperature, and are of important significance to prediction of coal and gas outburst.
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