弱吸附性氮?dú)鈱γ褐屑淄榈闹脫Q效應(yīng).pdf

1、本文從煤礦井下注N2促抽/促排煤層瓦斯的試驗效果以及煤礦井下安全生產(chǎn)的角度出發(fā)，采用高壓容量法，在實驗室對陽泉15號煤層的顆粒煤樣進(jìn)行等壓擴(kuò)散和高壓注氣兩種條件下弱吸附性N2置換煤中CH4實驗，研究了兩種實驗條件下N2置換煤中CH4規(guī)律，并對其作用機(jī)理進(jìn)行分析。
　　陽泉15號煤對CH4、N2單組分氣體的吸附-解吸實驗表明，煤吸附CH4能力強(qiáng)于吸附N2。通過對等壓擴(kuò)散和高壓注氣兩種實驗條件下N2對CH4的置換解吸規(guī)律可以看出，高壓

2、注氣條件下CH4置換量很小，且隨煤對CH4的吸附平衡壓力升高呈現(xiàn)先增后減的規(guī)律，CH4的吸附平衡壓力為0.84MPa時置換量達(dá)到最大值0.56cm3/g，同一甲烷吸附平衡壓力下，置換量隨著氮?dú)庾鈮毫Φ纳叨龃?，且增加量逐漸減?。坏葔簲U(kuò)散條件下CH4置換量隨煤對CH4的吸附平衡壓力的升高而增大；相同CH4吸附平衡壓力下，等壓擴(kuò)散條件下CH4置換量始終大于高壓注氣條件下CH4置換量。對置換氣體N2的吸附量而言，兩種實驗條件下均表現(xiàn)為隨C

3、H4平衡壓力的升高先升后降，且相同CH4吸附平衡壓力下，高壓注氣條件下N2吸附量始終大于等壓擴(kuò)散條件下N2吸附量。
　　分析兩種實驗條件下的置換作用機(jī)理，得出高壓注氣條件下，N2對煤中CH4的置換機(jī)理是高壓氮?dú)獾淖⑷朐黾恿嗣褐锌倝毫Χ鸬募淄榻馕?；等壓擴(kuò)散條件下，N2對煤中CH4的置換主要是氣體的擴(kuò)散作用和由氣體擴(kuò)散作用引起的甲烷分壓降低以及由氣體擴(kuò)散引起的氮?dú)夥謮荷吖餐饔?。因而，等壓擴(kuò)散條件下N2的置換量高于高壓注氣條件下