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煤炭资源是重要的工业原料,煤矿开采危险性大、生产环境复杂,瓦斯治理一直是煤矿安全生产的巨大考验。为了研究煤体瓦斯吸附解吸规律与温度变化的相互关系,采用实验研究、理论分析与数值模拟相结合的方法,通过对实验数据进行拟合分析,结合加热煤层瓦斯解吸规律数值模拟,对不同粒径煤样在不同平衡压力下进行了吸附解吸实验。主要研究成果如下:(1)煤体瓦斯吸附解吸过程的温度变化与吸附平衡压力和煤样粒径有关。通过实验数据对比结果得出:煤样的吸附量、解吸量、温度变化与平衡压力的关系表现为随着平衡压力的升高而增大;煤样的吸附量、解吸量、温度变化与煤样粒径的关系表现为随着粒径的增大而减小。(2)煤体瓦斯吸附解吸过程中,存在明显的热效应,吸附过程放出热量使实验系统温度升高,解吸过程吸收热量使实验系统温度降低。通过实验数据拟合,得出吸附解吸过程温度与时间的变化关系符合指数函数关系式△T=a(1-e-bt),a值为吸附解吸过程中的最大温度变化,b值与吸附初始温度、气体压力、煤样粒径有关。(3)煤体瓦斯解吸过程中,30min以内解吸量与时间呈现指数函数关系式Qt=A(1-Bt),结合瓦斯解吸过程温度变化函数关系,得到基于瓦斯吸附解吸热效应的补偿模型Qt=A(1-B--1/bln(1-△T/a)),利用该模型可以直接采用温度变化预测瓦斯解吸量,可以降低解吸量预测对时间的依赖性,且利用该模型预测煤体瓦斯解吸量时,预测时间宜为20min以内,时间延长,误差将会偏大。(4)对比暴露时间为5min的煤样瓦斯损失量计算的(?)法和温度补偿模型,得出(?)法计算的瓦斯损失量,误差较大,误差在3.01%～32.97%,平均误差16.96%,而采用温度补偿模型计算得到的误差在2.61%～6.21%之间,平均误差为4.16%。从误差分析可以看出,基于瓦斯吸附解吸热效应的钻屑瓦斯补偿模型计算出得到的瓦斯损失量比(?)法计算出的瓦斯损失量可靠度更高。(5)利用COMSOL多物理场数值模拟软件对高温加热条件下煤层瓦斯解吸规律进行数值模拟,得到煤层温度和压力的变化规律,总体上瓦斯压力对瓦斯解吸的影响要优于加热温度对瓦斯的影响。该论文有图97幅,表16个,参考文献120篇。