煤对甲烷及氘代甲烷吸附性能研究
岳基伟1
李宏2
孙永鑫3
邵亨威1
吕振威1
李怀宾1
1.安徽理工大学 安全科学与工程学院,安徽 淮南 2320012.河南工程学院 安全学院,河南 郑州 4511913.河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000
摘要：煤层注水是一项综合灾害防突措施,常被应用于瓦斯、粉尘及冲击地压防治.获得煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律,对于揭示含瓦斯煤注水防突、防冲及防尘的机理具有重要的理论意义.对于煤-水-甲烷三相体系中水分分布的测试,无损检测法是一种首选的方法,核磁共振测试技术对于水分分布测试具有其独特的优势,然而采用核磁共振测试煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律时,甲烷分子中氢原子与水分子中的氢原子相互干扰,造成不能准确获得煤-水-甲烷三相体系中水分的分布规律.提出采用氘代甲烷(CD4)代替甲烷(CH4)研究含瓦斯煤中水分分布,需首先获得煤对CD4及CH4的吸附特性.采用等温吸附试验及分子动力学模拟的方法研究了煤对CH4及CD4的吸附量及等量吸附热.研究结果表明:煤对CH4及CD4的吸附量差别不大,且吸附量与吸附平衡压力满足Langmuir的函数关系;煤对CH4及CD4的等量吸附热随着吸附平衡压力的增加而减小,等量吸附热与瓦斯压力满足指数的函数关系;同一温度条件下,煤对CH4及CD4的等量吸附热差别不大;煤对CH4及CD4的等量吸附热随着温度的减小而增加,且等量吸附热均存在极限值、均为物理吸附.研究结果为采用核磁共振定量研究煤-甲烷-水分三相体系中水分的分布规律奠定理论基础.
关键词：煤-水-甲烷三相体系甲烷及氘代甲烷吸附性能分子动力学
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：安徽理工大学高层次引进人才科研启动基金资助项目(2021yjrc45)安徽省高校自然科学研究重点资助项目(KJ2021A0459)
论文发表日期：2022-11-25
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：7( 93-99 )
英文信息