高階煤吸附孔結構特征及其對甲烷吸附能力的影響

摘要：孔隙結構對煤層吸附甲烷的能力有顯著影響，但目前對高階煤吸附孔結構特征及其對甲烷吸附能力的影響研究較少。以貴州興安煤業有限公司糯東煤礦高階煤樣為研究對象，采用低溫N2 吸附和低溫CO2 吸附試驗，結合分形理論研究了高階煤吸附孔的孔隙結構特征，并通過高壓等溫甲烷吸附試驗，分析了煤儲層物性、孔隙結構特征和分形維數對甲烷吸附能力的影響。結果表明：① 高階煤儲層孔隙形態較為單一，多數為兩端開放的平行板孔和狹縫型孔，微孔在煤的孔隙結構中占主導地位，其孔體積和孔比表面積占比均大于98%，為氣體的富集提供了空間。② 以不同孔徑段的孔體積占比為權重計算高階煤孔隙的綜合分形維數，微孔分形維數在綜合分形維數中占主導地位；煤樣孔隙結構具有明顯的分形特征，孔隙非均質性較強。③ Langmuir 模型能很好地描述高階煤的吸附行為，煤儲層物性、孔隙結構和分形維數對甲烷吸附能力影響顯著，Langmuir 體積與最大鏡質體反射率、鏡質組含量、灰分含量和水分含量呈線性正相關關系，與惰質組含量呈線性負相關關系；Langmuir 體積與吸附孔的孔比表面積和孔體積均呈線性正相關關系，Langmuir 體積與分形維數呈弱線性關系。研究結果可為黔西南地區高階煤層氣勘探開發及煤礦瓦斯災害防治提供理論指導。

關鍵詞：高階煤；吸附孔；孔隙結構；氣體吸附；孔徑分布；分形特征

中圖分類號：TD712 文獻標志碼：A

0 引言

煤是一種復雜的多孔介質，具有高度發育的不同規模的孔隙和裂縫，煤中孔隙的發育和分布特征控制著煤層氣的儲集和富集，同時影響著甲烷的吸附、解吸、擴散和運移，以及煤層的滲透性[1-3]。根據孔隙在甲烷儲集、運移中的作用，一般認為孔徑大于100 nm 為滲流孔，孔徑小于100 nm 為吸附孔，而煤中甲烷的吸附行為主要發生在吸附孔中，其孔隙結構特征直接影響煤中甲烷的吸附能力[4-6]。因此，研究吸附孔結構特征及其對甲烷吸附能力的影響，對煤層氣勘探開發和煤礦瓦斯災害防治具有重要意義。

張少鋒等[7]通過低溫液氮吸附試驗，結合FHH（Frenkel-Halsey-Hill）模型研究了煤孔隙分形特征及其對瓦斯吸附特性的影響，結果表明煤孔隙分形維數越大，則吸附常數a 越大，煤體瓦斯吸附能力越強，但分形維數對吸附常數b 的影響較小。王俏等[8]利用高溫高壓煤的吸附試驗分析了深部煤層無煙煤的甲烷吸附特性，發現無煙煤中微孔孔隙結構比較發達，甲烷極限吸附量大。任少魁等[9]通過低溫液氮吸附試驗測試了長焰煤、焦煤和無煙煤的孔隙結構，并結合甲烷等溫吸附試驗，分析了甲烷吸附特性的影響因素，結果表明煤樣的微孔比表面積和孔容越大，煤的吸附能力越強。曾平等[10]采用甲烷吸附裝置研究了原生煤和構造煤對甲烷的吸附擴散特性， 認為構造煤的極限甲烷吸附量是原生煤的1.18 倍，且在相同吸附壓力下構造煤的吸附能力強于原生煤。賈永勇等[11]研究了不同煤階煤體物質組成、孔隙結構等對甲烷吸附解吸特征的影響規律，結果表明煤體最大吸附量與鏡質組反射率、鏡質組含量呈正相關關系，與惰質組含量呈負相關關系。

諸多學者探討了煤微觀孔隙結構特征及其對甲烷吸附特性的影響，但對高階煤吸附孔結構特征及其對甲烷吸附能力的影響研究較少。本文以貴州興安煤業有限公司糯東煤礦高階煤樣為研究對象，采用低溫氣體（N2 和CO2）吸附試驗研究高階煤吸附孔孔隙發育和分布特征；并結合高壓等溫氣體吸附試驗，分析煤儲層物性、孔隙結構特征和分形維數對甲烷吸附能力的影響。研究結果可為進一步認識高階煤儲層孔隙特征、煤層氣勘探開發及煤礦瓦斯災害防治提供理論依據。

1 煤樣與試驗

1.1 煤樣采集

糯東煤礦處于貴州省黔西南布依族苗族自治州普安縣境內，位于老鬼山背斜和魚龍向斜之間，屬老鬼山背斜南東翼或魚龍向斜北西翼，總體呈單斜構造[12]。主要含煤地層為龍潭組，平均厚度為328.08 m，為海陸交互相沉積。糯東煤礦目前主要開采20 號煤層，其頂底板主要為泥巖，透氣性差，且受到地質構造運動和煤層埋深的多重作用，此區域的瓦斯含量高、壓力大[13]。本文試驗所用煤樣均來自糯東煤礦， 采集位置為12005 運輸巷、12011 運輸巷底抽巷、12005 掘進工作面，在這3 處采集的煤樣編號分別為糯東1 號、糯東2 號、糯東3 號。

1.2 試驗方法

糯東煤礦煤樣的顯微組分、工業分析及最大鏡質體反射率（Ro，max）按GB/T 212?2008《煤的工業分析方法》和GB/T 6948?2008《煤的鏡質體反射率顯微鏡測定方法》進行測試，結果見表1。最大鏡質體反射率為2.57%～2.68%；顯微組分以鏡質組為主，殼質組占比較少；水分含量為0.58%～0.88%，灰分含量為14.37%～28.83%，揮發分含量為8.30%～11.81%，固定碳含量為61.99%～77.79%；煤類以無煙煤和貧煤為主。

采用自動氣體吸附分析儀Autosorb SI，分別按照GB/T 21650.2?2008《壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度 第2 部分：氣體吸附法分析介孔和大孔》和GB/T 21650.3?2011《壓汞法和氣體吸附法測定固體材料孔徑分布和孔隙度 第3 部分：氣體吸附法分析微孔》進行低溫氣體（N2 和CO2）吸附分析。低溫N2 吸附根據BET（Brunauer-Emmett-Teller）模型計算出孔比表面積、BJH（Barret-Joyner-Halenda）模型計算孔體積，低溫CO2 吸附根據NLDFT（Non-Local Density Functional Theory）模型計算孔體積和孔比表面積[14-15]。

高壓甲烷等溫吸附試驗采用磁懸浮天平重量法高壓等溫吸附儀，按照國家能源行業標準NB/T10888?2021《煤的高壓等溫吸附試驗方法?重量法》進行。試驗使用60～80 目煤樣約150 g，試驗的最大壓力為6.0 MPa，溫度為30 ℃。

2 高階煤吸附孔結構特征

2.1 孔徑分布特征

2.1.1 低溫N2 吸附試驗結果分析

高階煤樣低溫N2 吸附/解吸等溫線如圖1 所示。可看出各煤樣吸附/解吸等溫線存在微小差異，但整體呈反“ S”型；根據IUPAC（International Unionof Pure and Applied Chemistry，國際純粹與應用化學聯合會）的分類[16]，黔西南高階煤樣低溫N2 吸附/解吸等溫線類型屬于IV（a）和II 型的組合；煤樣的吸附能力存在顯著差異，糯東1 號煤樣吸附量最大，為1.661 cm3/g，約為糯東3 號煤樣（0.837 cm3/g）的2 倍；根據IUPAC 對滯后環的分類[16]， 3 種煤樣符合H3型滯后環形態，在中低相對壓力處均緩慢變化，高相對壓力處吸附量迅速增大，曲線頂點較為尖銳，表明孔隙形態為兩端開放的平行板孔和狹縫型孔；此外，在相對壓力為0.5 時解吸曲線有急劇下降的拐點，說明煤儲層發育一定數量的“墨水瓶”形孔。

采用BET 和BJH 模型獲得高階煤孔比表面積分布特征和孔體積分布特征，分別見表2 和表3。煤樣的BET 孔比表面積在0.534～1.695 m2/g 之間，差異較大；BJH 孔體積介于1.245×10?3～2.373×10?3 cm3/g，平均孔徑介于6.057～9.700 nm，屬于微孔。研究區煤樣存在微孔、小孔及中大孔，但中大孔可以忽略不計，其孔體積占比在3% 以下、孔比表面積占比小于0.20%；微孔體積占比在36.31%～59.14% 之間，小孔占比為38.08%～61.68%，不同煤樣間差異較大；煤樣吸附孔（微孔+小孔）孔比表面積占比均達99% 以上，說明黔西南高階煤吸附孔對孔比表面積的貢獻占絕對優勢。

2.1.2 低溫CO2 吸附試驗結果分析

采用低溫CO2 吸附試驗獲得的吸附等溫線如圖2（a）所示。可看出黔西南高階煤的低溫CO2 吸附等溫線均表現為I 型，沒有飽和平臺，相對壓力小于0.030，表明煤樣中存在微孔。不同煤樣對CO2 的吸附能力表現出不同的性質，其中糯東1 號煤樣的吸附能力最大。當相對壓力取0.028 8 時，高階煤的CO2 吸附量為13.481～ 17.697 cm3/g。采用NLDFT模型分析微孔（＜1.5 nm）的孔徑分布特征，累積孔比表面積分布特征和孔體積分布特征曲線分別如圖2（b）和圖2（c）所示。可看出，累積孔比表面積和孔體積分布特征曲線分為3 個階段，臨界點分別為0.45 nm 和0.90 nm，表明微孔分布呈分段分布和非均質性。黔西南高階煤微孔的孔徑分布具有多峰特征， 主要微孔的寬度范圍分別為0.30～ 0.45 nm、0.45～ 0.90 nm 和0.90～ 1.50 nm。第2 階段（0.45～0.90 nm）峰面積大，為煤層氣主要賦存空間。低溫CO2 吸附試驗測定的孔隙結構參數見表4，孔比表面積介于146.755～190.520 m2/g，孔體積介于48.145×10?3～61.900×10?3 cm3/g，糯東1?3 號煤樣峰值點孔徑分別為0.524，0.548，0.599 nm。

2.1.3 吸附孔全孔徑分布特征

綜合低溫N2 吸附和低溫CO2 吸附試驗結果，對高階煤吸附孔的孔隙結構參數進行分析，見表5。可看出在0.3～100 nm 孔徑范圍內，吸附孔總孔體積為49.365～64.240×10?3 cm3/g，吸附孔總孔比表面積為147.476～191.812 m2/g；微孔在煤的孔隙結構中占主導地位， 微孔孔體積和孔比表面積占比均大于98%。結果表明，微孔具有最大的煤層氣儲存能力，這與Zhao Junlong 等[17]的研究結果一致。

2.2 孔隙分形特征

分形理論被廣泛用于描述不規則物體的形貌特征。分形維數通常為2～3，其中2 代表孔隙表面光滑， 3 代表孔隙表面非常粗糙、非均質性強。利用FHH 模型計算低溫N2 吸附試驗中孔徑小于100 nm孔隙的分形維數，利用V?S（Volume-Specific SurfaceArea）模型計算低溫CO2 吸附試驗中孔徑小于1.5 nm孔隙的分形維數[6]。

2.2.1 基于FHH 模型的孔隙分形維數

FHH 模型常用來表征煤孔隙結構的分形維數[18]。

ln（V／（cm3 ·g-1））= Aln （ln （P0=P））+C （1）

式中：V 為氣體吸附量，cm3/g；A 為斜率，與分形維數呈線性關系；P0 為吸附飽和蒸氣壓，MPa；P 為平衡壓力，MPa；C 為常數。

煤樣FHH 模型分形擬合結果如圖3 所示，分形維數計算結果見表6（第i 個孔徑段對應的分形維數Di=A+3[19]）。在P/P0=0.7（ln（ln（P0/P）=?1）處進行分段擬合[6]，除糯東3 號煤樣低相對壓力段（P/P0＜0.7）外，其余相關系數R2 均達到0.820 以上，線性相關性強。P/P0＜0.7 時分形維數D1 在2.489～2.647 之間，相關系數介于0.676～0.876； P/P0＞0.7 時分形維數D2 在2.506～ 2.758 之間， 相關系數高， 均大于0.980。同一煤樣高相對壓力段（P/P0＞0.7）分形維數的相關系數均大于低相對壓力段（P/P0＜0.7）分形維數的相關系數，說明FHH 模型更適用于計算高相對壓力段的分形維數，這與 Yi Minghao 等[20]和SongYu 等[21]的研究結果一致。

2.2.2 基于V?S 模型的孔隙分形維數

煤中微孔的分形特征對甲烷的吸附能力起著至關重要的作用，利用V?S 模型分析煤微孔的分形特征[6]。

ln（V／（cm3 ·g-1））= （3=D3） ln（S=（m2 ·g-1））+C （2）

式中S 為低溫CO2 試驗得到的孔比表面積，m2/g。

基于低溫CO2 吸附試驗的V?S 模型分形擬合結果如圖4 所示，可看出孔體積對數（ln（V/（cm3·g?1）））和孔比表面積對數（ln （S/（m2·g?1）））呈較強的線性關系，相關系數R2 不小于0.998。低溫CO2 試驗得到的分形維數D3 計算結果見表6，可看出所有煤樣的分形維數D3 在2.453～2.492 之間，這與Song Yu 等[21]的研究結果一致。

2.2.3 吸附孔綜合分形維數

低溫N2 和CO2 吸附試驗得到的分形維數反映了不同孔徑段的物性，但不能完全反映煤儲層的非均質性。因此，本文以不同孔徑段的孔體積占比為權重，將不同孔徑段的分形維數進行加權相加，計算煤的綜合分形維數。

式中：Dz 為煤的綜合分形維數；?i為第 i 個孔徑段對應的孔體積占比，%。

根據式（3）計算不同煤樣的綜合分形維數Dz，結果見表6。可看出黔西南高階煤孔隙的綜合分形維數Dz 為2.457～2.494，分形特征明顯，煤樣孔隙非均質性較強。分形維數與最大鏡質體反射率、顯微組分的關系如圖5 所示。可看出微孔分形維數D3 在綜合分形維數Dz 中占主導地位；D1，D3 及Dz 隨Ro，max的增大呈先增后減的規律，D2 隨Ro，max 的增大呈先減后增的規律；分形維數與顯微組分的關系和分形維數與Ro，max 的關系相同。

3 高階煤甲烷吸附特性

3.1 甲烷吸附試驗結果

通過高壓等溫甲烷吸附試驗了解甲烷在孔隙表面的吸附能力。高壓甲烷吸附等溫線如圖6 所示，根據等溫線形狀可分為第Ⅰ 類。根據吸附機理，Ⅰ類曲線主要描述微孔單層吸附，可用Langmuir 模型進行擬合[2，15]。

Langmuir 模型為

V =P／P+ PLVL （4）

式中： PL 為Langmuir 壓力， 對應氣體吸附量為Langmuir 體積一半時的Langmuir 壓力， MPa； VL 為Langmuir 體積，cm3/g。

采用Langmuir 模型的甲烷吸附擬合結果見表7。可看出擬合程度較高（相關系數R2 大于0.990） ，表明Langmuir 模型能很好地描述高階煤的吸附行為；Langmuir 體積VL 為25.534～32.314 cm3/g， Langmuir壓力PL 為1.198～1.703 MPa；糯東1 號煤樣的VL 最低，但PL 最高，說明其對氣體的吸附能力最弱，在低壓條件下很難吸附氣體；糯東2 號煤樣的VL 最高，說明其對氣體的吸附能力最強。

3.2 煤儲層物性對甲烷吸附性能的影響

Ro，max、顯微組分含量、灰分含量和水分含量等煤儲層物性對甲烷吸附的影響如圖7 所示。可看出Langmuir 體積與Ro，max、鏡質組含量、灰分含量和水分含量呈線性正相關關系，其中與Ro，max 和鏡質組含量的相關系數最高，達0.990 以上，表明甲烷吸附量主要來自有機質孔隙；但Langmuir 體積與惰質組含量呈線性負相關關系，相關系數為0.997； Langmuir壓力與Ro，max、灰分含量和水分含量無明顯線性相關性。

3.3 吸附孔結構特征對甲烷吸附性能的影響

為了明確甲烷吸附能力與孔隙結構的相關關系，繪制了甲烷吸附特征參數與吸附孔平均孔徑、孔比表面積和孔體積的關系，如圖8 所示。從圖8（a）可看出，Langmuir 體積與吸附孔平均孔徑呈弱線性負相關關系，Langmuir 壓力與吸附孔平均孔徑無明顯線性相關性。吸附孔平均孔徑越大，孔隙結構復雜程度越低，孔隙壁間的相互作用能就越小，吸附孔對甲烷的吸附能力越小。從圖8（b）可看出，吸附孔的孔比表面積和孔體積與Langmuir 體積均呈線性正相關關系，表明煤中吸附孔對甲烷的原生儲氣空間有貢獻。結合吸附孔孔徑分布特征可知，微孔在高階煤的吸附孔孔隙結構中占主導地位，因此，煤中吸附孔的發育規模和分布特征顯著影響著甲烷的吸附和運移能力。

3.4 分形維數對甲烷吸附量的影響

孔隙結構的分形維數反映了煤體中雙重孔隙系統的復雜性，對氣體吸附能力有顯著影響。甲烷吸附性能與分形維數的關系如圖9 所示。可看出VL與不同分形維數呈弱線性關系，相關系數較小；VL 隨綜合分形維數Dz 的變化規律與VL 隨綜合分形維數D3 的變化規律相似，說明微孔發育形態直接影響氣體吸附能力；分形維數D1，D3，Dz 與PL 呈線性負相關關系，隨著D1，D3，Dz 的增大，PL 減小，表明非均質性越強的吸附孔與甲烷之間可能存在更強的吸附作用，即在低壓條件下，氣體更容易吸附。

4 結論

1） 低溫N2 吸附試驗結果表明，黔西南高階煤儲層孔隙形態較為單一，滯后環與H3 型相似，多數為兩端開放的平行板孔和狹縫型孔，也發育一定數量的“ 墨水瓶” 形孔； BET 孔比表面積介于0.534～1.695 m2/g， BJH 孔體積介于1.245×10?3～ 2.373×10?3 cm3/g，平均孔徑介于6.057～9.700 nm，屬于微孔；吸附孔（微孔+小孔）孔比表面積占比均達99% 以上，對孔比表面積的貢獻占絕對優勢。

2） 低溫CO2 吸附試驗結果表明，煤中含有大量微孔結構，基于NLDFT 模型可知微孔的孔徑分布具有多峰特征。綜合低溫N2 吸附和低溫CO2 吸附試驗結果可知，微孔在煤的孔隙結構中占主導地位，微孔孔體積和孔比表面積占比均大于98%。

3） 基于低溫N2 吸附試驗數據的FHH 模型得到的分形維數D1 在2.489～2.647 之間，分形維數D2在2.506～2.758 之間；基于低溫CO2 吸附試驗數據的V?S 模型得到的微孔分形維數D3 在2.453～2.492 之間； 黔西南高階煤孔隙的綜合分形維數Dz 為2.457～2.494，分形特征明顯，煤樣孔隙非均質性較強；微孔分形維數D3 在綜合分形維數Dz 中占主導地位。

4） Langmuir 模型能很好地描述高階煤的吸附行為，Langmuir 體積與最大鏡質體反射率、鏡質組含量、灰分含量和水分含量呈線性正相關關系，與惰質組含量呈線性負相關關系，但Langmuir 壓力與最大鏡質體反射率、灰分含量和水分含量無明顯線性相關性；甲烷吸附性能與吸附孔平均孔徑相關性較弱或無明顯相關性，吸附孔的孔比表面積和孔體積與Langmuir 體積均呈線性正相關關系；Langmuir 體積與不同分形維數呈弱線性關系；綜合運用低溫N2 吸附和低溫CO2 吸附試驗可以更準確地表征煤儲層的孔隙結構和吸附能力，煤中吸附孔的發育規模和分布特征顯著影響著甲烷的吸附和運移能力。

參考文獻（References）：

[ 1 ]徐林，袁梅，楊萌萌，等. 貴州省突出煤層孔隙分形特征研究[J]. 工礦自動化，2017，43（4）：32-36.

XU Lin， YUAN Mei， YANG Mengmeng， et al.Research on pore fractal characteristics of outburst coalseam in Guizhou Province[J]. Industry and MineAutomation，2017，43（4）：32-36.

[ 2 ]LIU Xiaolei， WEI Jianping， WEI Guoying， et al.Combined control of fluid adsorption capacity and initialpermeability on coal permeability[J]. InternationalJournal of Coal Science & Technology， 2022， 9（1） .DOI：10.1007/s40789-022-00545-6.

[ 3 ]賈男. 煤孔隙結構對瓦斯解吸?擴散?滲流過程的影響[J]. 工礦自動化，2024，50（3）：122-130.

JIA Nan. The influence of coal pore structure on gasdesorption-diffusion-seepage process[J]. Journal ofMine Automation，2024，50（3）：122-130.

[ 4 ]桑樹勛，韓思杰，劉世奇，等. 高煤階煤層氣富集機理的深化研究[J]. 煤炭學報，2022，47（1）：388-403.

SANG Shuxun， HAN Sijie， LIU Shiqi， et al.Comprehensive study on the enrichment mechanism ofcoalbed methane in high rank coal reservoirs[J]. Journalof China Coal Society，2022，47（1）：388-403.

[ 5 ]劉紀坤，任棒，王翠霞. 考慮煤基質壓縮效應的煤全孔徑分布特征研究[J]. 工礦自動化， 2022， 48（2） ：125-130.

LIU Jikun， REN Bang， WANG Cuixia. Study on coalfull pore aperture distribution characteristics consideringcoal matrix compression effect[J]. Industry and MineAutomation，2022，48（2）：125-130.

[ 6 ]李樹剛，周雨璇，胡彪，等. 低階煤吸附孔結構特征及其對甲烷吸附性能影響[J]. 煤田地質與勘探，2023，51（2）：127-136.

LI Shugang，ZHOU Yuxuan，HU Biao，et al. Structuralcharacteristics of adsorption pores in low-rank coals andtheir effects on methane adsorption performance[J].Coal Geology & Exploration，2023，51（2）：127-136.

[ 7 ]張少鋒，李雅閣，秦興林. 沁水盆地煤儲層孔隙分形特征及其對瓦斯吸附的影響[J]. 煤炭科學技術，2019，47（3）：163-167.

ZHANG Shaofeng， LI Yage， QIN Xinglin. Pore fractalcharacteristic of coal reservoirs in Qinshui Basin and itsinfluence on methane adsorption property[J]. CoalScience and Technology，2019，47（3）：163-167.

[ 8 ]王俏，王兆豐，代菊花，等. 深部煤層無煙煤甲烷吸附特性研究[J]. 煤礦安全，2021，52（6）：28-33.

WANG Qiao， WANG Zhaofeng， DAI Juhua， et al.Study on methane adsorption characteristics of anthracitein deep coal seam[J]. Safety in Coal Mines， 2021，52（6）：28-33.

[ 9 ]任少魁，秦玉金，賈宗凱，等. 不同煤階煤孔隙結構分形表征及其對甲烷吸附特性的影響[J]. 煤礦安全，2023，54（5）：175-181.

REN Shaokui， QIN Yujin， JIA Zongkai， et al. Fractalcharacterization of pore structure of coal with differentranks and its effect on methane adsorptioncharacteristics[J]. Safety in Coal Mines， 2023， 54（5） ：175-181.

[10]曾平，張東明，嚴先華，等. 原生煤和構造煤對甲烷的吸附擴散特性研究[J]. 礦業安全與環保， 2023，50（4）：36-41.

ZENG Ping， ZHANG Dongming， YAN Xianhua， et al.Study on gas adsorption and diffusion characteristics ofintact coal and tectonic coal[J]. Mining Safety &Environmental Protection，2023，50（4）：36-41.

[11]賈永勇，程媛圓，殷紫妤. 不同煤階煤體甲烷吸附特性的對比分析[J]. 陜西煤炭，2023，42（3）：37-42.

JIA Yongyong， CHENG Yuanyuan， YIN Ziyu.Comparative analysis of methane adsorptioncharacteristics of different coal ranks coal body[J].Shaanxi Coal，2023，42（3）：37-42.

[12]吳旭坤. 構造應力區松軟圍巖巷道控制技術研究[D].貴陽：貴州大學，2021.

WU Xukun. Study on roadway control technology ofsoft surrounding rock in structural stress zone[D].Guiyang：Guizhou University，2021.

[13]翦非帆. 無煙煤孔隙結構對甲烷吸附解吸特征的影響研究[D]. 徐州：中國礦業大學，2021.

JIAN Feifan. Effect of pore structure of anthracite onadsorption and desorption characteristics ofmethane[D]. Xuzhou： China University of Mining andTechnology，2021.

[14]張鵬，張欣，王昆. 基于低溫氮吸附法的商丘地區高階煤孔隙特征研究[J]. 中國煤炭地質， 2023， 35（11） ：39-45.

ZHANG Peng， ZHANG Xin， WANG Kun. Study onpore characteristics of high rank coal in Shangqiu areabased on low-temperature nitrogen adsorptionmethod[J]. Coal Geology of China， 2023， 35（11） ：39-45.

[15]LI Yunbo， LIU Wen， SONG Dangyu， et al. Full-scalepore characteristics in coal and their influence on theadsorption capacity of coalbed methane[J].Environmental Science and Pollution Research， 2023，30（28）：72187-72206.

[16]THOMMES M， KANEKO K， NEIMARK A V， et al.Physisorption of gases， with special reference to theevaluation of surface area and pore size distribution（IUPAC Technical Report） [J]. Pure and AppliedChemistry，2015，87（9/10）：1051-1069.

[17]ZHAO Junlong， XU Hao， TANG Dazhen， et al. Acomparative evaluation of coal specific surface area byCO2 and N2 adsorption and its influence on CH4adsorption capacity at different pore sizes[J]. Fuel，2016，183：420-431.

[18]ZHANG Songhang，TANG Shuheng，TANG Dazhen，etal. Determining fractal dimensions of coal pores by FHHmodel： problems and effects[J]. Journal of Natural GasScience and Engineering，2014，21：929-939.

[19]WANG Zhenyang，CHENG Yuanping，QI Yuxiao，et al.Experimental study of pore structure and fractalcharacteristics of pulverized intact coal and tectonic coalby low temperature nitrogen adsorption[J]. PowderTechnology，2019，350：15-25.

[20]YI Minghao， CHENG Yuanping， WANG Chenghao，et al. Effects of composition changes of coal treated withhydrochloric acid on pore structure and fractalcharacteristics[J]. Fuel， 2021， 294. DOI： 10.1016/j.fuel.2021.120506.

[21]SONG Yu， JIANG Bo， LI Fengli， et al. Structure andfractal characteristic of micro- and meso-pores in low，middle-rank tectonic deformed coals by CO2 and N2adsorption[J]. Microporous and Mesoporous Materials，2017，253：191-202.

基金項目：貴州省科技支撐計劃項目（黔科合支撐〔2023〕一般482）；國家自然科學基金資助項目（52364010，52174072）。