較高溫度下煤吸附甲烷的研究

煤吸附甲烷的性質(zhì)，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(dǎo)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(shù)a和b的物理意義明確，因而應(yīng)用廣泛。

Langmuir方程中的吸附常數(shù)a，其物理意義是：在給定的溫度條件下．單位質(zhì)量固相煤物質(zhì)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(nèi)(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(dá)到飽和，瓦斯吸附量(Q)小于飽和吸附量(a)；根據(jù)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(jīng)不起主要作用。根據(jù)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(dāng)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(guān)關(guān)系為預(yù)測深部的煤層吸附甲烷含量提供了可能。若先預(yù)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(yù)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(yīng)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。