煤對(duì)甲烷及氘代甲烷吸附性能研究

岳基偉，李 宏，孫永鑫，邵亨威，呂振威，李懷賓

（1.安徽理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 淮南 232001；2.河南工程學(xué)院 安全學(xué)院，河南 鄭州 451191；3.河南理工大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000）

0 引 言

煤對(duì)甲烷的吸附特性可以用來(lái)表征煤體吸附甲烷的能力，研究煤對(duì)甲烷的吸附特性對(duì)于礦井瓦斯災(zāi)害防治具有重要的意義[1-2]。水分是影響煤對(duì)甲烷吸附、解吸的因素之一[3-4]，水力化措施是煤層引入外加水分的主要途徑之一，在煤炭開(kāi)采領(lǐng)域水力化措施對(duì)防突、防沖、防塵具有重要的作用[5]。水力化措施實(shí)施過(guò)程中（如煤層注水、水力壓裂等）主要以驅(qū)替游離瓦斯為主，實(shí)施后的水分會(huì)發(fā)生滲吸效應(yīng)，造成吸附態(tài)瓦斯被置換為游離態(tài)瓦斯[6]和含瓦斯煤體孔隙被有效潤(rùn)濕，滲吸平衡后，水吸附孔隙表面形成水膜，阻礙瓦斯擴(kuò)散，造成水對(duì)微孔隙瓦斯的封堵效應(yīng)[7]。因此，弄清水分在煤-甲烷-水三相體系中的分布對(duì)于揭示水分在含瓦斯煤中的運(yùn)移機(jī)制具有重要的意義。

測(cè)試水分分布的方法有干燥法，電阻率法，紅外線法及NMR測(cè)試法等。干燥法測(cè)試多孔介質(zhì)中含水率精度較高，但干燥法無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤-甲烷-水三相體系中水分含量的實(shí)時(shí)測(cè)定[8]。YUE等[9]采用電阻率法測(cè)試了含瓦斯煤自發(fā)滲吸過(guò)程水分的運(yùn)移距離，電阻率法可以從宏觀角度測(cè)試水分的運(yùn)移，無(wú)法定量獲得水分在孔隙內(nèi)分布。紅外線的穿透能力很弱，無(wú)法穿透鋼制品[10]。NMR測(cè)試技術(shù)作為一種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于研究微觀尺度上流體在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)及空間分布特性[11-15]。……