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較高溫度下煤吸附甲烷的研究
閱讀：2096 發布時間：2018-12-24
煤吸附甲烷的性質，對煤礦安全以及煤層(成)氣的勘探都十分重要。測試煤對甲烷的吸附等溫線是通常采用的研究煤吸附性的方法。
煤吸附甲烷量一般用Langmuir方程來表示。Langmuir方程是用單分子層吸附模型推導出來的，在理論上，煤吸附甲烷不符合單分子層吸附模型。由于煤吸附甲烷得到的吸附量等溫線都屬于第I類吸附等溫線，所以可以用Langmuir方程來表示煤吸附甲烷量。同時，Langmuir方程使用方便，兩個吸附常數a和b的物理意義明確，因而應用廣泛。
Langmuir方程中的吸附常數a，其物理意義是：在給定的溫度條件下．單位質量固相煤物質飽和吸附甲烷時，被吸附的甲烷體積。因而，a被稱為飽和吸附量。
在煤炭開采和勘探的深度內(幾百米到一千米左右)．煤層氣體壓力還不足以令煤的吸附達到飽和，瓦斯吸附量(Q)小于飽和吸附量(a)；根據Langmuir公式：Q=abp／(1+bp )．要計算煤的瓦斯吸附量(Q)，必須得到煤層氣體壓力(p)。隨著埋深的增加，在深部(約1500～2000m以下)．煤的吸附氣量因煤層氣體壓力對煤的吸附氣量的影響已經不起主要作用。根據Langmuir公式，Q可以用a來近似替代，也就是說，可以用飽和吸附量(a)當作深部煤層的吸附甲烷含量(Q)。
飽和吸附量(a)與溫度(T)之間的相關關系為預測深部的煤層吸附甲烷含量提供了可能。若先預測到某深度的地溫和煤級，選適宜的方程可以計算該處a值。此方法較適宜預測2000m以下的深部煤層吸附甲烷含量，在這樣的深度條件下，煤層甲烷含量應該趨于飽和，而且，在這樣的深度條件下，沒有可供測試的采掘工程，勘探工程少、投入費用高，此方法有實際意義。