【摘 要】
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国有煤矿中瓦斯突出矿井占比很高,瓦斯突出风险是导致煤矿事故的重要致因,同时煤层瓦斯气体是一种非常清洁的自然资源,对煤层气的吸附解吸机理和不同因素的影响规律的研究对保证突出煤层的安全开采和能源安全均具有重要意义。本文利用改进的吸附解吸装置,以朱家店矿突出煤层S0401煤样为研究对象,分析了不同压力（0.5～6.5MPa）,不同温度（30～60℃）以及不同煤样粒径（0.074～1mm）条件下煤对甲烷气
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国有煤矿中瓦斯突出矿井占比很高,瓦斯突出风险是导致煤矿事故的重要致因,同时煤层瓦斯气体是一种非常清洁的自然资源,对煤层气的吸附解吸机理和不同因素的影响规律的研究对保证突出煤层的安全开采和能源安全均具有重要意义。本文利用改进的吸附解吸装置,以朱家店矿突出煤层S0401煤样为研究对象,分析了不同压力（0.5～6.5MPa）,不同温度（30～60℃）以及不同煤样粒径（0.074～1mm）条件下煤对甲烷气体的吸附解吸量、吸附常数a和b值、解吸速率和扩散系数的变化规律,主要结论如下:（1）单一因素对于煤吸附甲烷的影响规律如下,甲烷的压力与煤对甲烷的饱和吸附量呈正相关;吸附温度和煤样粒径与煤对甲烷的吸附量呈负相关。（2）不同压力、温度、煤样粒径条件下煤吸附甲烷实验数据均符合Langmuir曲线;温度越高,吸附常数a和b值越小;煤样粒径越大,吸附常数a值越小,吸附常数b值与粒径变化无明显关系。（3）甲烷压力和温度对甲烷的解吸起促进作用,甲烷压力或解吸温度越大,甲烷的解吸量越大,解吸速率越高。粒径对甲烷的解吸过程起抑制作用,粒径越大,甲烷的解吸量越小,解吸速率越低。（4）一定时间内甲烷解吸量与粒径的变化呈负指数关系,与吸附平衡压力和温度变化均呈线性关系,但因实验压力和温度选择梯度较大和范围较小的原因,结果有待进一步验证。（5）利用改进巴雷尔式,通过换算得到了温度-压力、温度-粒径和压力粒径耦合作用下解吸量与时间的关系式。（6）实验结果分析联系现场,应用于工作面瓦斯抽采消突,设计注热抽采和负压抽采两种情况,从时间和经济效益方面验证优越性。（7）不同压力、不同温度、不同粒径条件下瓦斯扩散率均随着时间不断上升,不同时间区段的平均扩散系数随着时间不断降低,且扩散率和扩散系数和温度变化呈正相关,与粒径呈负相关,与甲烷压力变化关系并不明显。（8）不同时间区段的扩散系数各不相同,且较大时间端ln（1-Qt/Q∞）与时间t的拟合方程相关系数R~2均远低于划分的各时间区段拟合方程相关系数,验证了扩散系数动态性,时变性的特征,并表明常扩散系数不适合研究整个扩散过程或较大的时间区域。
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