基于吸附层厚度理论的煤中甲烷吸附量确定方法

摘要

针对煤中甲烷吸附量测试过程烦琐、确定方法复杂等难题,在采用压汞法测试了无烟煤和贫煤孔径分布基础上,基于热力学原理及物理吸附机理,建立了煤体吸附甲烷的吸附层厚度理论,分析了孔径及吸附平衡压力对吸附层厚度(吸附层数)的影响,通过获取的煤对瓦斯的吸附等温线计算了煤中甲烷吸附量.研究结果表明:无烟煤的孔隙主要分布在可见孔、大孔和微孔,贫煤的孔隙主要分布在可见孔、大孔、小孔和微孔,其孔径分布均可采用分段函数进行拟合.同一吸附压力下,吸附层厚度和吸附层数随孔径增大呈指数递减.甲烷在孔径较小的孔中吸附层厚,在孔径大的孔中吸附层薄.基于吸附层厚度理论计算得到的瓦斯吸附等温线与实测结果一致,误差小于5％,为预测煤层瓦斯含量提供了新方法.