低温环境对煤吸附甲烷特性的影响研究

"研究生论文讨论了吸附常数a与温度的关系，重点关注低温环境下煤对甲烷吸附量的变化。" 本文详细探讨了吸附常数a在不同温度下的表现，它反映了在特定温度下单位质量的煤炭对CH4的最大吸附能力。吸附常数a随温度T的升高而单调递减，即温度上升导致煤炭对甲烷的吸附量减少。实验结果显示，不同类型的煤样具有不同的吸附特性，例如利人煤样、坦家冲煤样、裕民煤样的吸附常数a随温度变化趋势由大到小排序。 作者的研究基于湖南科技大学2007级采矿工程硕士论文，旨在理解低温对煤吸附甲烷以及煤体力学性能的影响。在现有理论中，吸附理论主要包括Langmuir的单分子层吸附模型和B.E.T多分子层吸附理论。Langmuir理论指出，随着压力增大，吸附量Q增加，有利于煤层气的吸附，但随着压力降低，甲烷会解吸。而B.E.T方程则更适用于描述多分子层吸附过程。 低温环境下的吸附研究相对较少，尤其是在0℃以下的条件。本研究发现，低温对煤吸附CH4的能力有显著影响，这种影响不仅体现在吸附量的减少，也涉及到煤的力学性能变化。研究这些低温效应对于控制煤与瓦斯突出，尤其是复杂煤层的开采具有重大的理论和实践意义。 通过煤样的工业分析和甲烷低温吸附实验，作者揭示了温度对煤的瓦斯吸附量的影响程度，并探讨了计算方法。此外，论文还讨论了冻结对煤体力学性能的影响，这为矿井安全提供了重要的科学依据。通过这些深入研究，可以更好地理解和预测在不同温度条件下煤层中瓦斯的分布和行为，从而为预防和控制煤矿瓦斯灾害提供科学支持。