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較高溫度下煤吸附甲烷的研究
煤吸附甲烷的性質(zhì)，對(duì)煤礦安全以及煤層(成)氣的勘探都十分重要。測(cè)試煤對(duì)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(lái)表示。Langmuir方程是用單分子層吸附模型推導(dǎo)出來(lái)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(lèi)吸附等溫線，所以可以用Langmuir方程來(lái)表示煤吸附甲烷量。同時(shí)，Langmuir方程使用方便，兩個(gè)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(shí)，被吸附的甲烷體積。因而，a被稱(chēng)為飽和吸附量。
在煤炭開(kāi)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(jì)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(duì)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(lái)近似替代，也就是說(shuō)，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(cè)深部的煤層吸附甲烷含量提供了可能。若先預(yù)測(cè)到某深度的地溫和煤級(jí)，選適宜的方程可以計(jì)算該處a值。此方法較適宜預(yù)測(cè)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(méi)有可供測(cè)試的采掘工程，勘探工程少、投入費(fèi)用高，此方法有實(shí)際意義。