8.3煤的瓦斯吸附解吸规律物理模拟
页岩气物理吸附解吸虚拟仿真实验报告
探究页岩气物理吸附解吸现象的虚拟仿真实
验报告
本次虚拟实验旨在探究页岩气中物理吸附解吸现象，通过虚拟仿真技术模拟实验过程，全面了解其原理和影响因素。
实验步骤：
1. 构建模型：将吸附材料、气体、温度、压力等基本参数输入模拟软件中，构建实验模型。
2. 初始化参数：根据实验需要调整吸附剂的初始温度和压力，控制变量和参数。
3. 模拟吸附过程：通过模拟软件模拟吸附过程，观察吸附过程中气体与吸附剂之间的相互作用以及吸附效率的影响因素。
4. 模拟解吸过程：模拟吸附剂脱附过程，观察解吸过程中吸附剂与气体之间的相互作用，探究温度、压力等参数变化对解吸效率的影响。
5. 输出数据：根据实验数据生成图表，进行数据分析和解读。
实验结果：
通过虚拟实验，我们得到了如下结论：
1. 气体分子与吸附剂之间相互作用越强，吸附能力越强。
2. 温度升高，分子运动加快，气体的吸附能力会下降。
3. 压力的变化对吸附能力有直接的影响，增加压力可以提高吸附速率和吸附量。
虚拟实验让我们更好地理解了页岩气物理吸附解吸现象，对于正确理解煤层气、页岩气和致密气的成藏和产量规律具有重要意义。
《2024年风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律的研究》范文
《风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律的研究》篇一一、引言煤炭是我国的主要能源之一，煤炭开采过程中瓦斯气体的解吸和排放是一个重要的安全和生产问题。
风流驱动煤样条件下的瓦斯解吸规律研究，对于预测瓦斯涌出量、制定煤矿安全生产措施具有重要意义。
本文旨在探讨风流驱动煤样条件下瓦斯解吸的规律，以期为煤矿安全生产提供理论依据。
二、研究背景与意义随着煤炭开采的深入，瓦斯问题日益突出，瓦斯事故频发，给煤矿安全生产带来了极大的威胁。
因此，研究风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律，对于预防瓦斯事故、保障煤矿安全生产具有重要意义。
同时，该研究也有助于深入理解瓦斯在煤层中的赋存、运移和排放规律，为瓦斯资源的开发和利用提供理论支持。
三、研究方法与实验设计本研究采用实验室模拟和现场试验相结合的方法，以风流驱动煤样为研究对象，通过改变风速、温度、压力等条件，观察瓦斯解吸的规律。
实验设计包括以下几个方面：1. 煤样准备：选取具有代表性的煤样，进行破碎、筛分、干燥等处理，制备成符合实验要求的煤样。
2. 实验装置：设计并搭建风流驱动煤样解吸实验装置，包括风流控制系统、温度控制系统、压力测量系统等。
3. 实验过程：在实验室和现场进行实验，记录不同风速、温度、压力条件下瓦斯解吸的数据。
4. 数据处理：对实验数据进行整理、分析，运用数学模型描述瓦斯解吸的规律。
四、实验结果与分析1. 瓦斯解吸量与风速的关系：实验结果表明，风速对瓦斯解吸量有显著影响。
随着风速的增加，瓦斯解吸量呈先增加后稳定的趋势。
在低风速阶段，瓦斯解吸量与风速呈正比关系；在高风速阶段，瓦斯解吸量趋于稳定，风速对解吸量的影响减小。
2. 瓦斯解吸量与温度的关系：温度也是影响瓦斯解吸的重要因素。
随着温度的升高，瓦斯解吸量呈增加趋势。
这是因为在较高温度下，煤样中瓦斯的活性增强，更容易从煤层中解吸出来。
3. 瓦斯解吸动力学模型：根据实验数据，建立瓦斯解吸的动力学模型。
通过模型可以描述瓦斯解吸的过程和规律，为预测瓦斯涌出量和制定煤矿安全生产措施提供依据。
煤层瓦斯赋存规律
煤层瓦斯赋存规律
煤层瓦斯赋存规律是指煤矿中煤层瓦斯的分布、存在形式及其规律。
煤层瓦斯是由煤中的有机质在埋藏过程中形成的，在煤矿开采过程中具有潜在的危险性。
煤层瓦斯的赋存规律对煤矿安全生产具有重要意义。
煤层瓦斯赋存规律可以归纳为以下几个方面：
1. 吸附瓦斯：煤层中的瓦斯主要以吸附态存在于煤体孔隙中。
随着压力的减小或温度的升高，吸附瓦斯可以解吸并逸出。
吸附瓦斯的赋存量受煤种、煤质、压力及温度等因素的影响。
2. 渗透瓦斯：煤层中的瓦斯可以通过煤层间隙或裂隙的渗透而存在。
渗透瓦斯的赋存与煤层孔隙度、赋存压力、地应力及煤层裂隙特征等因素有关。
3. 包裹瓦斯：煤层中的瓦斯可以包裹在煤体中的微小气泡中存在。
包裹瓦斯的赋存量受煤体孔隙结构、煤质及煤体松散程度等因素的影响。
4. 瓦斯运移规律：煤层瓦斯的运移与煤体孔隙连通性、地应力、渗透能力等因素有关。
瓦斯通常遵循从高压区到低压区的流动规律，地质构造、矿井开采等因素会影响瓦斯的运移路径和速度。
了解煤层瓦斯赋存规律对煤矿安全生产具有指导意义，可以帮
助矿井管理人员做好瓦斯抽放、通风以及瓦斯爆炸防治等工作，从而提高煤矿的生产安全性。
《风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律的研究》范文
《风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律的研究》篇一摘要：本文旨在研究风流驱动煤样条件下瓦斯解吸的规律。
通过实验手段，对不同风速、不同煤样类型及不同瓦斯压力条件下的瓦斯解吸过程进行详细分析，以期为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持。
一、引言随着煤炭资源的广泛开发利用，煤矿安全生产问题日益突出。
瓦斯是煤矿生产中的主要安全隐患之一，瓦斯解吸规律的研究对于预防瓦斯事故具有重要意义。
风流驱动条件下，煤样瓦斯的解吸过程受到多种因素的影响，如风速、煤样类型及瓦斯压力等。
因此，本文将针对这些因素，对风流驱动煤样条件下瓦斯解吸的规律进行深入研究。
二、研究方法与实验设计1. 实验材料与设备实验选用不同种类的煤样，包括烟煤、无烟煤等，并准备相应的实验设备，如瓦斯解吸装置、风速测量仪器等。
2. 实验方法在控制风速、煤样类型及瓦斯压力等变量的条件下，进行瓦斯解吸实验。
通过测量瓦斯解吸过程中的压力变化，记录解吸数据。
三、实验结果与分析1. 风速对瓦斯解吸的影响实验结果表明，风速对瓦斯解吸具有显著影响。
在低风速条件下，瓦斯解吸速率较慢，随着风速的增加，瓦斯解吸速率逐渐加快。
但当风速达到一定值后，瓦斯解吸速率趋于稳定。
2. 煤样类型对瓦斯解吸的影响不同煤样类型的瓦斯解吸规律存在差异。
烟煤的瓦斯解吸速率较快，而无烟煤的瓦斯解吸速率相对较慢。
这主要与煤样的孔隙结构、瓦斯吸附能力等因素有关。
3. 瓦斯压力对瓦斯解吸的影响随着瓦斯压力的增加，瓦斯解吸速率也相应增加。
在高压条件下，瓦斯更容易从煤样中解吸出来。
四、瓦斯解吸规律分析根据实验结果，风流驱动煤样条件下瓦斯解吸的规律可总结为：风速、煤样类型及瓦斯压力均对瓦斯解吸过程产生影响。
随着风速的增加，瓦斯解吸速率加快；不同煤样类型的瓦斯解吸速率存在差异；随着瓦斯压力的增加，解吸速率也相应增加。
此外，瓦斯解吸过程还受到温度、湿度等因素的影响，需要在未来研究中进一步探讨。
五、结论与建议本文通过实验手段，研究了风流驱动煤样条件下瓦斯解吸的规律。
(10) 混合气体在煤储集层中吸附和扩散模拟解析
混合气体在煤储集层中的吸附和扩散模拟摘要：具有商业价值的煤层气生产总是通过储层的压力衰减来实现的（一次开采）。
提高煤层气采收率（ECBM）是一种不会过度降低储层压力、具有采出更多甲烷组分潜力的技术，包括注入纯的N2/CO2或者两者的混合气体，像发电站一样传输气体。
CO2-ECBM 有一个额外的好处，相当大体积的潜在温室气体将被地质地储存在深层的煤层中。
在ECBM和CO2储存技术的发展过程中，数值模拟的运用必不可少。
拟稳态的Fickian方程与Langmuir方程都已经被专用于煤层气原始产量的数值模拟之中。
假设单一气体组分在混合系统中独立的扩散，准稳定状态的Fickian扩散方程可以容易的扩展到混合气体扩散模型中。
近年来，已经运用这种方法进行尝试，结合扩展的Langmuir方程，去模拟ECBM/CO2储存的矿场试验和实验室的注入测试。
然而，对于混合气体扩散，这种模拟方法缺乏理论的严密性，因为它并没有考虑不同气体组分之间的相互影响，但目前在煤层实施这一方法的实际意义还没有被完全理解。
在日本，一个对Yubari二氧化碳储存试验项目的储层模拟敏感性研究已经呈现。
CO2与CH4吸附时间的敏感性研究表明后期产出气体的组成对CO2吸附时间有显著的影响。
这个研究也强调了扩展的Langmuir方程在三元组分系统预测上的局限性。
然而还无定论，敏感性研究结果认为由这一模型得到的N2组分在煤储层中的吸附被多估计了至少20％,。
引言煤层与常规气藏的不同在于吸附是其主要的储存机制。
在过去的二十年里，煤层气已经成为美国一个重要的（非常规）天然气供应来源。
现行的煤层气开采大多单一地通过储层的压力衰减（一次开采）来实现，压力衰减使得甲烷以一种由吸附等温线控制的方式逐渐递增的解吸。
这种开采工艺简单但长期被认为是很低效的，考虑到对于低压力终点，吸附等温线是非线性和非均匀的，就意味着很大部分尺度的甲烷只在低的储存压力下可采。
在九十年代早期，提高煤层气采收率（ECBM），包括注N2或CO2，被倡导为一种更加有效的方法，在不过度降低储层压力的情况下，采出更多地下的甲烷组分（Puri和Yee，1990）。
煤层瓦斯运移的数学模型
煤层瓦斯运移的数学模型煤层瓦斯运移的数学模型是一种用于研究煤层瓦斯在地下运动传递规律的方法。
该模型基于毛细管力、气体扩散、吸附、解吸等理论建立，通过求解密度、温度、压力、瓦斯浓度等物理量的分布情况，来预测煤层瓦斯运移的行为。
以下是煤层瓦斯运移的数学模型主要包含以下几个部分。
1. 毛细管力模型煤层瓦斯在煤矿中的运动受到毛细管力的影响，因此需要对毛细管力进行建模。
毛细管力模型的基本假设是煤层瓦斯在小孔、小裂隙中运动时，会受到突出孔壁的毛细管力约束，该力对瓦斯运动的方向和速度都会产生影响。
通过建立毛细管力模型，可以预测煤层瓦斯的运动方向和速度。
2. 气体扩散模型气体扩散模型是研究煤层瓦斯扩散运动规律的关键模型之一。
煤层瓦斯的扩散运动遵循菲克定律，即扩散速度正比于浓度梯度，并与温度和压力等因素有关。
通过建立气体扩散模型，可以预测煤层瓦斯的浓度分布。
3. 吸附解吸模型煤层瓦斯在煤矿中的运动过程中，会与煤层表面发生吸附反应。
吸附解吸模型用于研究煤层瓦斯与煤层表面的作用，预测煤层瓦斯的吸附和解吸过程，这是研究煤层瓦斯运移规律的重要因素。
通过建立吸附解吸模型，可以预测煤层瓦斯在煤矿中逐步释放的速度和浓度。
4. 两相流模型在煤层瓦斯运动过程中，煤层瓦斯和煤层水形成了一种两相流的状态。
两相流模型是研究煤层瓦斯和煤层水在煤矿中运动交互关系的模型。
通过建立两相流模型，可以预测煤层瓦斯和煤层水之间的相互作用，以及它们在地下的运动规律。
总之，煤层瓦斯运移的数学模型是一种复杂的模型，需要考虑许多因素，但它对于研究煤层瓦斯在地下运移规律具有重要意义。
通过该模型的预测和仿真，可以指导煤矿生产和安全管理，减少煤层瓦斯爆炸的危险。
煤瓦斯解吸规律 优秀建模论文
2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛承诺书我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则.我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。
我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。
我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。
如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。
我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）：我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：所属学校（请填写完整的全名）：参赛队员 (打印并签名) ：1.2.3.指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：日期： 2011年 8月 25 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛编号专用页赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：赛区评阅记录（可供赛区评阅时使用）：评阅人评分备注全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：强烈破坏煤瓦斯解吸规律及瓦斯含量摘要开采煤层气资源，同时从根本上预防煤矿瓦斯灾害事故的发生，保护大气环境是人们追求的理想目标。
煤样瓦斯含量由取样过程中损失瓦斯量、井下解吸瓦斯量和残存瓦斯量三部分组成，在测定强烈破坏煤瓦斯含量时，推算所得的取样过程中瓦斯损失量存在较大误差，从而使测定的瓦斯含量值偏小，致使对矿井瓦斯危险程度和瓦斯涌出量不能作出准确预测。
问题一，首先分析压强一定，同一煤样当颗粒大小不同时，解吸量随时间变化图像。
然后做出同一煤样，当颗粒大小一定时，解析量与时间的关系图像进行分析。
运用EXCEL 、SQ 6统计数据分析软件对实验数据进行了回归分析处理，研究考察了吸附平衡压力、粒度对瓦斯解吸量的影响；得到了在相同吸附平衡压力条件下，不同粒度对解吸量的影响规律，相同粒度条件下，不同吸附平衡压力对煤样瓦斯解吸量的影响规律，最终获得了不同吸附平衡压力、粒度下煤瓦斯解吸量的求解公式。
《2024年风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律的研究》范文
《风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律的研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入，瓦斯问题逐渐成为矿井安全的重要隐患。
风流驱动煤样条件下的瓦斯解吸规律研究，对于预测瓦斯涌出、防止瓦斯事故、保障矿井安全生产具有重要意义。
本文旨在通过对风流驱动煤样条件下瓦斯解吸规律的研究，为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持。
二、研究背景及意义瓦斯是煤炭开采过程中产生的一种气体，主要由甲烷组成，具有易燃易爆的特性。
风流驱动煤样条件下的瓦斯解吸规律研究，是瓦斯防治的重要环节。
通过研究煤样在不同风流驱动条件下的瓦斯解吸特性，可以深入了解瓦斯在煤层中的赋存状态、运移规律以及影响因素，为瓦斯预测、瓦斯抽采、瓦斯治理等提供科学依据。
三、研究内容与方法1. 研究内容（1）收集不同地区、不同煤种的煤样，进行风流驱动条件下的瓦斯解吸实验。
（2）分析风流驱动条件对瓦斯解吸的影响，包括风速、风压、温度等因素。
（3）研究瓦斯解吸规律与煤质、地质条件的关系。
（4）建立瓦斯解吸模型，预测瓦斯涌出量。
2. 研究方法（1）文献综述：收集国内外相关文献，了解瓦斯解吸的研究现状及发展趋势。
（2）实验研究：设计实验方案，进行风流驱动条件下的瓦斯解吸实验。
（3）数据分析：对实验数据进行整理、分析，探讨风流驱动条件对瓦斯解吸的影响。
（4）模型建立：根据实验结果，建立瓦斯解吸模型，预测瓦斯涌出量。
四、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，得到了不同风流驱动条件下煤样的瓦斯解吸数据，包括解吸速度、解吸量等。
2. 分析讨论（1）风速对瓦斯解吸的影响：风速越大，瓦斯解吸速度越快，但解吸量并不一定增加。
当风速达到一定值时，解吸量达到最大值。
（2）风压对瓦斯解吸的影响：风压对瓦斯解吸的影响较小，但在一定范围内，风压的增加可以促进瓦斯的解吸。
（3）温度对瓦斯解吸的影响：温度越高，瓦斯解吸速度越快，解吸量也越大。
温度对瓦斯解吸的影响显著。
（4）煤质、地质条件对瓦斯解吸的影响：不同煤种、不同地质条件的煤样，其瓦斯解吸规律存在差异。
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各两份，每份50g左右，粒度分别为3-6mm和0.17-0.25mm（60-80目），
为采用压汞法和液氮吸附法测定煤的孔隙结构制备煤样。
表8-5 煤样坚固性系数和放散初速度测定结果样表
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四、实验步骤
煤的瓦斯解吸过程所用煤样制备方法：粉碎煤样，将所选煤样过6mm
、 3mm 、 1mm 、 0.5mm 、 0.2mm 的标准筛组，取小于 0.2mm 、 0.2-0.5mm 、
1-卡套针阀, 2-压力表, 3-高压甲烷气瓶, 4-充气罐, 5-大煤样罐,6-真空表, 7-真空
泵, 8-解吸仪, 9-恒温水槽
图8-3 构造煤瓦斯解吸规律研究实验系统示意图
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二、仪器设备
整个实验过程可以简单的概括为先对煤样进行抽真空， 连续抽真空12h以上；然后进行充气，煤样对瓦斯吸附12h以 上，达到吸附平衡压力后，开始模拟瓦斯解吸规律的实验。
（8-7）
装罐时应尽量将罐装满压实，以减少罐内死空间的体积，在煤样上
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四、实验步骤
（4）煤样真空脱气 开启恒温水浴，真空泵，设定水浴温度为 60±1℃，打开煤样罐阀 门，对煤样进行长时间真空脱气，脱气时间达12h以上（直到真空计显 示压力为4Pa时达1h），关闭真空抽气阀和各罐阀，将脱气过程记录，g； G2——平衡后样品质量，g；
Mad——样品的空气干燥基水分含量，%。
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四、实验步骤
根据这种真空状态并保持水分湿度条件下，连续平衡5d左右，使煤 样制成平衡水分煤样；湿煤样就是煤样中的水分含量未达到水分平衡状 态，把制好的平衡水分煤样放入空气干燥箱中干燥 30分钟左右，使煤中 的水分含量减少一部分，根据实验需求，达到另一种的煤中的水分含量 不饱和的状态，称之为湿煤样。实验数据记录于表8-11。
二、仪器设备
该系统所有的管路采用的是外径为 6mm ，内径为 4mm 的紫铜管， 原因是它内径比较细，减少了管道内的死空间体积，而且可以根据 实验系统的管路需要随意弯曲变形，并且气密性也有保障；管路接 口所用的阀门都是高压卡套式针阀，公称压力0～16（MPa），适用 介质油、蒸汽、水、天然气等。
实验系统可以同时进行3个煤样的瓦斯吸附-解吸实验，如图8-3
表8-11 平衡水煤样处理记录样表
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四、实验步骤
③煤样装罐。测定空煤样罐的重量记为M1，将干燥后的煤样装满吸 附罐，再称煤样和吸附罐总重量M2，并将测定结果记录于表8-12，则吸 附罐中的煤样质量M为：
M=M2-M1
加盖脱脂棉和80目铜网，密封煤样罐。
表8-12 煤样装罐记录样表
压力一直保持不变，证明了所搭建的系统气密性是可靠的。在每做完一
个煤样后，重新进行上述试压实验，确保实验系统具有完好的气密性。 数据记录于表8-7。
表8-7 实验系统气密性记录样表
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四、实验步骤
（2）标定实验系统体积 在正式测定前，进行严格的校准仪器密闭空间是十分必要的。为了
保证实验结果的准确性，需要对充气罐、煤样罐及所属的管路进行体积
吸取煤样多余的外在水分，缩短平衡时间。最佳的平衡时间大约在 5d
左右，而且煤样达到平衡水分后，应立即装缸进行等温瓦斯吸附 -解吸 模拟实验。
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四、实验步骤
其中硫酸钾结晶及其饱和溶液的配制方法：以 10g化学纯的硫酸钾 （HG 3-920)与3mL水的比例混合，该溶液可使真空干燥器内的相对湿度 保持在96-97%之间。 平衡湿度的计算公式： （8-6） 式中：Me——样品的平衡水分含量，%；
大气压力P，按照图8-4所示分别将真空气袋和解吸仪连接好，然后关闭
煤样罐和充气罐之间的阀门；先打开连接真空气袋的阀门，记录实验开 始时间T1，使煤样罐内的游离瓦斯先进入真空气袋，当煤样罐的压力指 示值为零时，记录此时时间T2，迅速关闭连接真空气袋的阀门，打开连 接解吸仪的阀门，同时按下秒表开始计时；读数间隔时间第一分钟内每 10s读1次数，以后时间间隔逐渐增大，持续观察120分钟，直到解吸仪 读数稳定记录稳定时解吸仪示值读数 V及解吸结束时间 T3读取解吸仪内
测罐及所含管路的体积，分别对充气罐和三个煤样罐进行重复实验，并
将测定过程信息记录于表 8-8及8-9，如此重复测试 5次，取其平均值， 标定实际测量值见表8-8。
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四、实验步骤
表8-8 充气罐体积测定记录样表
表8-9 罐及所属管路体积标定样表
单位:mL
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四、实验步骤
××学院
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一、实验目的
通过实验，研究不同煤的瓦斯解吸特性与规律， 查明煤层瓦斯含量和瓦斯压力与煤的瓦斯解吸指标（K1 值和△h2值）之间的关系，为确定煤层突出危险性的区 域性预测指标和工作面预测指标及其临界值提供实验 数据。
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二、仪器设备
实验系统主要分为充气单元、温控单元、真空单元和解 吸单元四部分，如图8-3和图8-4所示。
标定。 标定的体积包括罐体积和压力表、接头、阀门、连通管的通径体积 之和。标定方法为：先将被测罐及其所含管路与真空脱气单元连通，将 其内部抽成真空，压力降至10Pa，关闭阀门；然后，将其与标准量管接 通，读取量管初始液面高度值h1；最后，打开阀门让空气进入被测罐及 其所含管路中，此时量管液面上升至h2，h2-h1所对应的量管体积即为被
内的瓦斯解吸量。
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四、实验步骤
钻屑瓦斯解吸指标的模拟测定是应用钻屑瓦斯解吸仪进行的，测定
△h2是用抚顺分院生产的MD-2型瓦斯解吸仪；测定K1是用的重庆分院生
产的WTC瓦斯突出参数测定仪，煤样测定的粒级是1-3 mm。 钻屑瓦斯解吸指标测定所用的实验煤样瓦斯吸附阶段是在图 8-3所 示的测定系统完成的。在进行钻屑瓦斯解吸指标△h2测定时，待煤样在 煤样罐吸附平衡后的，迅速打开煤样罐，在煤样罐卸压的瞬间，按下计 时秒表，将吸附平衡的煤样迅速装入MD-2型瓦斯解吸仪的煤样瓶中到刻 度线位臵，当总暴露时间为3分钟时开始测定，过2分钟后的水柱计压差
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三、实验原理
煤为多孔性固体，具有庞大的吸附表面和复杂的孔隙结构，煤对 甲烷有较强的吸附力，吸附量除与煤质因素有关外，还与吸附条件即 温度和压力等因素有关。煤对甲烷的吸附为物理吸附，即吸附和解吸 是可逆的。气体分子在煤粒表面上浓集称吸附，气体分子脱离煤粒表 面称解吸。大量的研究表明，煤层的煤与瓦斯突出危险性与煤的瓦斯
所示，可同时开展3种不同煤样进行同组对比实验，保障了模拟实验 条件（温度、充气压力等）的一致性，通过阀门控制，3个煤样也可
视为3个独立实验系统，小系统又包括了大小煤样罐各一个，大煤样
罐可装入 600～1000g左右的煤样，实现了对大质量煤样进行模拟实 验，起到减小误差的作用；小煤样罐可以装 500g左右煤样，可以与 瓦斯解吸实验同步模拟瓦斯解吸指标的测定。
（3）煤样的预处理 ①干燥煤样的处理 。将制备好的煤样（约 1000 ～ 1500g ）放入温度
为105±1℃的干燥箱内恒温干燥 5～ 6h，烘干后冷却至室温，并将烘干
过程记录于表8-10。
表8-10 煤样干燥处理记录样表
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四、实验步骤
②平衡水煤样的处理。取一部分煤样用水充分浸泡3～5天后，使煤 样的毛细孔达到饱和吸水，记录浸泡时间，将浸泡过后的湿煤样连同滤 纸放臵在煤样托盘上，托盘上放入一些抽纸，然后把煤样连同托盘一同 放入装有过饱和 K2SO4溶液的真空干燥器中，密封并抽真空，并记录抽 真空时间；每隔24h，称量一次重量，并做相关记录，直到相邻两次质 量变化不超过试样量的2%，即认为达到湿度平衡。放臵卫生纸的作用是
路都放臵在恒温水槽中，通过恒温水器对水槽进行恒温控制，误差
±1℃。 （ 3 ）真空单元：实验采用直联旋片真空泵，主要技术参数如下
：抽气速率：2L/s；极限压力：0.06pa；电动机功率：0.37kw；进气
口直径：KF25。 （ 4 ）解吸单元：先快速放掉大罐中的游离瓦斯，然后连接解吸 仪进行解吸。
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图8-4 煤的瓦斯解吸规律模拟实验装置
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二、仪器设备
（ 1 ）充气单元：实验所用的瓦斯气源是高纯甲烷气体，甲烷气 体浓度为 99.9%，压力大于10MPa，满足实验需求。充气时3号甲烷钢 瓶先向 4号充气罐充气，4号充气罐起到缓冲作用，然后通过4号充气 罐向3个5号大煤样罐充气，完成充气过程。 （ 2 ）温控单元：恒温水槽，使充气罐和煤样罐以及大部分的管
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四、实验步骤
1、煤样采集
煤样应采集于新鲜暴露的煤壁，采集煤样点数按瓦斯地质单元布臵， 每个瓦斯地质单元至少采集有代表性的软、硬煤各 1 份，每份煤样采集 10Kg左右，并按附表要求描述取样点煤的破坏类型，做好记录。同时收集 采样点附近如表8-3所示的信息。
表8-3 煤样采点信息记录样表
表8-13 脱气记录样表
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四、实验步骤
（5）煤样充瓦斯吸附平衡 脱气结束后，调整恒温水浴温度为25±1℃；拧开高压瓦斯钢瓶阀门
和充气罐阀门，使高压瓦斯钢瓶与充气罐连通，缓冲进入煤样罐的气体
压力，待充气罐气体压力为煤样罐煤样目标吸附平衡压力的 3倍左右，关 闭高压瓦斯钢瓶阀门，读出充气罐压力值P1，等待对煤样罐充气；读出P1 后，缓慢打开煤样罐阀门，记录开始充气时间T1，使充气罐中甲烷进入吸 附罐，待罐内压力达到目标平衡压力1.2倍左右时，立即关闭罐阀门，并 记录充气结束时间T2，读出此时充气罐压力P2、室温t。
的瓦斯气体量并将结果记录于煤样解吸记录附表。实验数据记录于表815。
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四、实验步骤