矿业安全与环保

作者：曹偈

关键词：碎煤, 瓦斯解吸规律, 等效粒径, 煤与瓦斯突出, 瓦斯膨胀能, 扩散模型

探究碎煤瓦斯初期快速解吸规律，是准确评估煤与瓦斯突出过程中瓦斯膨胀能释放量的关键前提。基于碎煤颗粒群分形粒度分布规律，构建了瓦斯解吸等效粒径计算模型，通过煤样冲击破碎实验与碎煤瓦斯解吸实验，分析了煤体坚固性系数与等效粒径的关系，探讨了等效粒径对瓦斯解吸量的影响，建立了碎煤初期解吸瓦斯膨胀能模型。结果表明：瓦斯解吸等效粒径随着煤体坚固性系数的增大先增大，当达到约0.5后逐渐趋于稳定；不同时间段内瓦斯累计解吸量与等效粒径呈幂函数递减关系，拟合系数为0~1，随着时间延长逐渐趋近于0；对比多种形式的单孔扩散模型发现，幂函数形式的时变扩散模型拟合效果最优，且能够满足长时间的碎煤瓦斯解吸量的预测；瓦斯解吸等效粒径对煤与瓦斯突出解吸瓦斯膨胀能影响最为显著，瓦斯膨胀能随等效粒径的减小先缓慢增大，当等效粒径减小至0.5 mm后，瓦斯膨胀能显著增大。

来源：2026年第1期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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