中国安全科学学报 ›› 2020, Vol. 30 ›› Issue (2): 60-65.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2020.02.010
张宪尚1,2,3 助理研究员
收稿日期:2019-11-18
修回日期:2020-01-20
出版日期:2020-02-28
作者简介:张宪尚(1987—),男,江苏沛县人,硕士,助理研究员,主要从事煤岩动力灾害防治方面的研究。E-mail:zhangxianshang@sina.com。
基金资助:ZHANG Xianshang1,2,3
Received:2019-11-18
Revised:2020-01-20
Published:2020-02-28
摘要: 为研究时间因素对扩散系数拟合计算的影响,基于经典扩散模型分析其拟合过程中的理论误差,并选用不同时间段及时间间隔的颗粒煤瓦斯扩散动力学试验数据,通过常规及定截距 2种线性拟合方式分析扩散系数及确定系数R2随时间的变化趋势。结果表明:拟合理论误差随着扩散时间延长而降低,常规拟合和定截距拟合计算得到的扩散系数随着扩散时间的延长而趋于相同,但两者得到的扩散系数随时间段、时间间隔增大呈现不同变化特征,并受到0点数据的影响。
中图分类号:
张宪尚. 扩散时间对经典模型扩散系数影响研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(2): 60-65.
ZHANG Xianshang. Influence of time factor on diffusion coefficient based on classical model[J]. China Safety Science Journal, 2020, 30(2): 60-65.
| [1] | SHI J Q, DURUCAN S. Gas storage and flow in coalbed reservoirs: implementation of a bidisperse pore model for gas diffusion in a coal matrix[J].SPE Reservoir Evaluation & Engineering, 2005, 8(2): 3 823-3 832. |
| [2] | 李国庆, 孟召平, 刘金融. 煤基质中甲烷扩散特征及其对气井产能的影响[J]. 地球科学, 2017, 42(8):1 356-1 363.LI Guoqing, MENG Zhaoping, LIU Jinrong. Characteristics of methane diffusion in coal matrix and its effect on gas prouduction[J]. Earth Science,2017,42(8): 1 256-1 363. |
| [3] | 杨其銮, 王佑安. 煤屑瓦斯扩散理论及其应用[J]. 煤炭学报, 1986, 11(3):87-94.YANG Qiluan, WANG Youan. Theory of methane diffusion from coal cuttings and its application [J]. Journal of China Coal Society, 1986, 11(3):87-94. |
| [4] | 聂百胜, 杨涛, 李祥春, 等. 煤粒瓦斯解吸扩散规律实验[J]. 中国矿业大学学报, 2013, 42(6):975-981.NIE Baisheng, YANG Tao, LI Xiangchun, et al. Research on diffusion of methane in coal particles[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2013, 42(6):975-981. |
| [5] | 聂百胜, 郭勇义, 吴世跃, 等. 煤粒瓦斯扩散的理论模型及其解析解[J]. 中国矿业大学学报, 2001, 30(1): 19-22.NIE Baisheng, GUO Yongyi, WU Shiyue, et al. Theoretical model of gas diffusion through coal particles and its analytical solution[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2001, 30(1): 19-22. |
| [6] | 杨鑫, 张俊英, 王公达, 等. 瓦斯压力对瓦斯在煤中扩散影响的实验研究[J]. 中国矿业大学学报, 2019, 48(3):503-510.YANG Xin, ZHANG Junying, WANG Gongda, et al. Experimental study of the influence of gas pressure on the gas diffusion in coal[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2019, 48(3): 503-510. |
| [7] | 王宝俊, 章丽娜, 凌丽霞, 等. 煤分子结构对煤层气吸附与扩散行为的影响[J]. 化工学报, 2016, 67(6):2 548-2 557.WANG Baojun, ZHANG Li'na, LING Lixia, et al. Effects of coal molecular structure on adsorption and diffusion behaviors of coalbed methane[J].CISCE Journal, 2016, 67(6):2 548-2 557. |
| [8] | 史广山, 魏风清, 高志扬. 相似准数法煤粒瓦斯扩散系数计算[J]. 中国安全科学学报, 2015, 25(9):127-132.SHI Guangshan, WEI Fengqing, GAO Zhiyang. Calculation of gas diffusion coefficient through coal by quasi-number method[J]. China Safety Science Journal, 2015, 25(9): 127-132. |
| [9] | 赵俊龙, 汤达祯, 许浩, 等. 煤基质甲烷扩散系数测试及其影响因素分析[J]. 煤炭科学技术, 2016, 44(10): 77-82,145.ZHAO Junlong, TANG Dazhen, XU Hao, et al. Measurement of methane diffusion coefficient and analysis of its influencing factors in coal matrix[J].Coal Science and Technology, 2016, 44(10): 77-82,145. |
| [10] | 简星, 关平, 张巍. 煤中CO2的吸附和扩散: 实验与建模[J].中国科学: 地球科学, 2012, 42(4): 492-504.JIAN Xing, GUAN Ping, ZHANG Wei. Carbon dioxide sorption and diffusion in coals: experimental investigation and modeling[J].Science China: Earth Science, 2012, 42(4): 492-504. |
| [11] | 陈向军, 段正鹏, 刘洋, 等. 负压环境下含瓦斯煤扩散特性试验研究[J]. 煤炭科学技术, 2016, 44(6):106-110.CHEN Xiangjun, DUAN Zhengpeng, LIU Yang, et al. Experimental study on diffusion features of gassy coal under negative pressure environment[J]. Coal Science and Technology, 2016, 44(6):106-110. |
| [12] | 严敏, 龙航, 白杨, 等. 温度效应对煤层瓦斯吸附解吸特性影响的实验研究[J]. 矿业安全与环保, 2019,46(3): 6-10.YAN Min, LONG Hang, BAI Yang, et al. Experimental study on the effect of temperature effect on coal seam gas adsorption and desorption[J].Mining Safety & Environmental Protection, 2019,46(3): 6-10. |
| [13] | 张志刚. 煤粒中瓦斯时变扩散规律的解析研究[J]. 煤矿开采, 2012, 17(2):8-11.ZHANG Zhigang. Resolving of methane time-varing diffusion rule in coal grain [J]. Coal Mining Technology, 2012, 17(2):8-11. |
| [14] | 李志强, 刘勇, 许彦鹏, 等. 煤粒多尺度孔隙中瓦斯扩散机理及动扩散系数新模型[J]. 煤炭学报, 2016, 41(3):633-643.LI Zhiqiang, LIU Yong, XU Yanpeng, et al. Gas diffusion mechanism in multi-scale pores of coal particles and new diffusion model of dynamic diffusion coefficient[J]. Journal of China Coal Society, 2016, 41(3):633-643. |
| [15] | 李志强, 王司建, 刘彦伟, 等. 基于动扩散系数新扩散模型的构造煤瓦斯扩散机理[J]. 中国矿业大学学报, 2015, 44(5):836-842.LI Zhiqiang, WANG Sijian,LIU Yanwei, et al. Mechanism of gas diffusion in tectonic coal based on a diffusion model with dynamic diffusion coefficient[J]. Journal of China University of Mining & Technology, 2015, 44(5):836-842. |
| [16] | 岳高伟, 王兆丰, 康博. 低温环境煤的瓦斯扩散系数时变特性[J]. 中国安全科学学报, 2014, 24(2):107-112.YUE Gaowei, WANG Zhaofeng, KANG Bo. Time-varying characteristics of gas diffusion coefficient in low temperature environment[J]. China Safety Science Journal, 2014, 24(2): 107-112. |
| [17] | 史广山, 白鹏飞, 张玉贵. 不同条件煤粒瓦斯瞬时扩散系数变化特征试验[J]. 中国安全科学学报, 2017, 27(8):102-107.SHI Guangshan, BAI Pengfei, ZHANG Yugui. Variation characteristic of instantaneous diffusion coefficient of gas through coal particles under different conditions[J].China Safety Science Journal, 2017, 27(8):102-107. |
| [18] | 程波, 熊云威. 煤体瓦斯扩散系数测定方法的研究进展[J]. 矿业安全与环保, 2018, 45(2):106-110.CHENG Bo, XIONG Yunwei. Research progress on the measurement of gas diffusion coefficient[J].Mining Safety & Environmental Protection, 2018, 45(2):106-110. |
| [19] | BUSCH A, GENSTERBLUM Y, KROOSS B M, et al. Methane and carbon dioxide adsorption-diffusion experiments on coal: upscaling and modeling[J]. International Journal of Coal Geology, 2004, 60(2/3/4):151-168. |
| [20] | NANDI S,WALKER JR P. Activated diffusion of methane in coal[J]. Fuel, 1970, 49(3):309-323. |
| [21] | CRANK J. The mathematics of diffusion[M]. Oxford: Oxford University Press, 1975:90-92. |
| [22] | CROSDALE P J, BEAMISH B B, VALIX M. Coalbed methane sorption related to coal composition[J]. International Journal of Coal Geology, 1998, 35(1/2/3/4):147-158. |
| [23] | 张飞燕, 韩颖. 煤屑瓦斯扩散规律研究[J]. 煤炭学报, 2013, 38(9):1 589-1 596.ZHANG Feiyan, HAN Ying. Research on the law of gas diffusion from drill cuttings [J].Journal of China Coal Society, 2013, 38(9):1 589-1 596. |
| [1] | 何文, 何耿烽. 基于CFD-DEM法的矿山充填料浆对管道磨损的影响[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 113-121. |
| [2] | 荣海, 习洲勇, 李锦程, 潘相伊, 张伟达, 韩明玉. SPDs-Conv与WIoU优化的YOLOv8n矿井井下人员检测模型[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 139-149. |
| [3] | 张建国, 王文唱, 任连伟, 邹友峰, 顿志林. 基于SAA-GRNN优化模型的厚松散层条件下概率积分法参数求解[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 18-26. |
| [4] | 秦凯, 邓志刚, 舒龙勇, 魏帅豪. 煤矿灾害监测系统数据可靠性评价[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 190-198. |
| [5] | 张艺波, 赵鹏翔, 李树刚, 林海飞, 孙红星, 刘元嘉. 煤层开采卸压瓦斯高位抽采孔智能设计及应用[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 215-223. |
| [6] | 荆德吉, 董智斌, 王德记, 李振, 刘鸿威, 鲍春花. 截齿锥角对煤岩破碎产尘特征影响的试验及模拟研究[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 64-72. |
| [7] | 盛武, 储小渝, 吴敏玮. 基于BO-XGBoost-SHAP架构的矿井主提升机故障诊断模型[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(5): 89-97. |
| [8] | 吕鹏飞, 王永亮, 梁野, 祁云, 耿伊健, 孙宇霆. 倾斜厚煤层冲击危险与双巷内错布置防冲优化研究[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 132-141. |
| [9] | 滕弋非, 赫梓岐, 付钰, 全明旭, 刘唱, 崔政. 负载型钴铜催化剂催化CO消除性能机制[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 152-159. |
| [10] | 梁冰, 张世垚, 孙维吉, 张肖洋, 聂涛. 不同层理煤CO2驱替CH4及封存效果分析[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 65-74. |
| [11] | 王立川, 肖红武, 安丰华, 刘延龙, 王兆丰, 周宗青. 非稳定含煤地层隧道施工中瓦斯异常涌出防控技术[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(4): 85-93. |
| [12] | 张杰, 杨科, 范超尘. 基于MTAM-LSTM的采煤工作面支架载荷预测方法[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(3): 144-152. |
| [13] | 张笑盈, 林海飞, 严敏, 王瑞哲, 仇悦, 周行. 超声波对煤中瓦斯放散动力学影响的试验研究[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(3): 153-161. |
| [14] | 谢尊贤, 马浩浩, 江松, 武潇云. 基于GA-BP神经网络的露天矿山排土场边坡失稳预测[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(3): 81-88. |
| [15] | 赵博. 采空区路堤边坡滑塌的风险评估模型[J]. 中国安全科学学报, 2026, 36(2): 121-126. |
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