恒定電場作用下瓦斯吸附量臨界值的理論研究.pdf

1、通過外加作用場來影響瓦斯的開采方法是一種較為新穎的開采模式，且能為瓦斯的開采工作提供一種安全保障，但仍然需要進一步的研究和探討。本文通過考察外加恒定電場對瓦斯吸附作用的影響，對瓦斯的吸附量臨界值進行了理論分析與推導，并得出了具體表達關系式。
　　通過考察可知，煤屬于非晶態(tài)類的固體電介質，是一種典型的電介質材料，且導電能力是其特性之一。將煤與瓦斯系統(tǒng)置于恒定電場中，會使煤的導電性增強，并會在系統(tǒng)內部產(chǎn)生焦耳熱效應和極化效應。

2、　　將煤與瓦斯系統(tǒng)置于恒定電場中，一方面會由于發(fā)生焦耳熱效應而引起系統(tǒng)溫度升高，從而促使系統(tǒng)中瓦斯氣體的解吸;另一方面，由于恒定電場的作用，會導致煤體表面吸附勢阱深度的加深，進而會使瓦斯的吸附量增加。由于這兩者共同作用于系統(tǒng)，因此最終的吸附量變化是由這兩者共同競爭的關系所決定的，當由于吸附勢阱深度的增加起主導作用時，瓦斯吸附量會隨著電場電壓的升高而增加;而當由于引發(fā)的焦耳熱效應所導致的系統(tǒng)溫度升高成為主要因素時，瓦斯吸附量則會隨著電場電

3、壓的升高而減少。最終的結果是瓦斯吸附量隨恒定電場電壓升高的變化趨勢是一種“類拋物線型”先升高后降低的變化，因而在變化過程中會出現(xiàn)一個臨界值點，在此臨界電壓處瓦斯吸附量會達到最大值。
　　本文分為三部分對吸附量臨界值進行推導。第一:首先通過對由焦耳熱效應引起的溫度升高量與瓦斯吸附量的關系進行分析，然后進行關系轉換得出溫度升高作為主導因素時瓦斯吸附量與電場電壓的理論關系式;第二:對煤表面勢阱深度加深作為關鍵因素的情況進行分析，確定煤體