基于吸附势理论的构造煤甲烷吸附/解吸规律研究

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构造煤的结构特性决定了它具有低强度、高吸附、快速解吸和低渗透性的特征,是瓦斯突出的根本原因;同时也是瓦斯涌出量测不准、瓦斯聚集的原因;更是煤矿瓦斯难抽采的直接原因。因此测定甲烷的吸附量、研究影响甲烷吸附性能的因素、丰富甲烷的吸附机理从构造煤入手才能更加准确的解决实际问题,即有利于煤层气的开发、防治瓦斯突出,又能解决温室气体排放,有十分重要的理论意义和实际应用价值。本论文以吸附势理论为核心,根据构造煤中甲烷的吸附/解吸实验,建立吸附势-吸附相体积的吸附/解吸特征曲线,并进一步建立构造煤吸附/解吸甲烷的温度-压力综合模型,对其进行修正,进行偏差分析。本文取得的主要结论如下:1、对八种不同样品进行甲烷吸附/解吸实验其结果如下:不同温度条件下,原生结构煤与构造煤的吸附/解吸量随着温度升高而降低;构造煤吸附量随温度降低的规律不是特别明显,可能由于构造煤的特性决定孔隙特征不明显导致。不同温度条件下,原生结构煤与构造煤的解吸曲线并未遵循随温度升高而降低的规律。同一温度条件、相同压力下,构造煤的吸附/解吸量明显高于原生结构煤;随温度的升高,相同压力下,构造煤与原生结构煤吸附/解吸量的差异明显增大。相同温度条件下,原生结构煤的吸附/解吸曲线拟合效果较好,基本在同一曲线上,明显反应了吸附-解吸过程的可逆性。构造煤的吸附/解吸曲线拟合效果不好,吸附/解吸初期差异最明显,随压力增大到最后与吸附点逐渐拟合;随温度升高,差异性也越来越大,但是从另一个角度反映了构造煤瓦斯放散初速度高,解吸量大的特性。2、应用吸附势理论对各样品经实验后取得数据拟合吸附势-吸附相体积的吸附特征曲线,发现特征曲线的点基本在同一曲线上,符合对数关系式。3、得出校正后的温度-压力综合吸附/解吸模型,并对其预测结果进行偏差统计。
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