煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响研究
周晋辉1
郭晓阳2
赵博3
金智新3
邓存宝3
刘继勇4
王蒙3
1.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024;中联煤层气有限责任公司,北京 1000112.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024;华阳新材料科技集团有限公司 博士后工作站,山西 阳泉 0450003.太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 0300244.华阳新材料科技集团有限公司 博士后工作站,山西 阳泉 045000
摘要：为了探究煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响规律,选取沙曲一矿 6 组煤岩样,通过工业分析、X射线衍射、扫描电镜与能谱分析、低温氮吸附、计算机断层扫描,以及煤岩甲烷吸附实验,分别研究煤岩样微观组分、孔隙结构特征对甲烷吸附的影响.研究结果表明:煤样和岩样无机组分质量分数分别为15.82%～20.93%、90.80%～94.68%,均以石英和黏土矿物为主;岩样BET比表面积为3.32～8.70 m2/g、吸附孔体积为0.009 5～0.019 1 cm3/g,均大于煤样的BET比表面积和吸附孔体积;岩样孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度略大于煤样的孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度,与黏土矿物含量高有关.煤岩样甲烷等温吸附曲线均符合朗格缪尔模型,可用极限吸附量VL 和朗格缪尔压力pL 描述吸附规律;相同吸附温度下,岩样存在一定的吸附性,煤样吸附性远大于岩样.分析得出,煤岩样的有机组分含量、黏土矿物含量、表面分形维数、比表面积和吸附孔体积对甲烷吸附过程VL、pL 影响显著.基于多元线性回归分析了5 种因素对甲烷吸附规律的影响关系:有机组分含量高、比表面积大的样品CH4 分子极限吸附量VL越大,而黏土矿物含量高不利于吸附甲烷;吸附孔体积越小、黏土矿物含量越高、比表面积越大,朗格缪尔压力pL越大.
关键词：煤岩体系微观组分孔隙结构甲烷吸附朗格缪尔模型
分类号：TD712.5(矿山安全与劳动保护)
资助基金：山西省基础研究计划青年项目(20210302124483)山西省高等学校科技创新项目(2021L052)
论文发表日期：2024-02-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 51-60,69 )
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