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作者：周晋辉;郭晓阳;赵博;金智新;邓存宝;刘继勇;王蒙;
单位：太原理工大学安全与应急管理工程学院;中联煤层气有限责任公司;华阳新材料科技集团有限公司博士后工作站;
摘要：为了探究煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响规律，选取沙曲一矿6组煤岩样，通过工业分析、X射线衍射、扫描电镜与能谱分析、低温氮吸附、计算机断层扫描，以及煤岩甲烷吸附实验，分别研究煤岩样微观组分、孔隙结构特征对甲烷吸附的影响。研究结果表明：煤样和岩样无机组分质量分数分别为15.82%～20.93%、90.80%～94.68%,均以石英和黏土矿物为主；岩样BET比表面积为3.32～8.70 m~2/g、吸附孔体积为0.009 5～0.019 1 cm~3/g,均大于煤样的BET比表面积和吸附孔体积；岩样孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度略大于煤样的孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度，与黏土矿物含量高有关。煤岩样甲烷等温吸附曲线均符合朗格缪尔模型，可用极限吸附量V_L和朗格缪尔压力p_L描述吸附规律；相同吸附温度下，岩样存在一定的吸附性，煤样吸附性远大于岩样。分析得出，煤岩样的有机组分含量、黏土矿物含量、表面分形维数、比表面积和吸附孔体积对甲烷吸附过程V_L、p_L影响显著。基于多元线性回归分析了5种因素对甲烷吸附规律的影响关系：有机组分含量高、比表面积大的样品CH_4分子极限吸附量V_L越大，而黏土矿物含量高不利于吸附甲烷；吸附孔体积越小、黏土矿物含量越高、比表面积越大，朗格缪尔压力p_L越大。
关键词：煤岩体系;;微观组分;;孔隙结构;;甲烷吸附;;朗格缪尔模型
基金资助：山西省基础研究计划青年项目(20210302124483);; 山西省高等学校科技创新项目(2021L052)
