本文利用物理化学、界面化学、煤化学、煤质学、煤岩学等知识,在实验研究和文献资料数据的基础上借助计算机作为辅助工具对煤吸附CH₄、N₂、CO₂及CH₄/CO₂二元混合气体吸附特性、吸附量预测进行了系统研究,最后对CO₂驱替煤吸附CH₄特性及中国煤采用cO₂-ECBM技术可增收的煤层气采收率和CO₂的埋藏量进行了初步研究。 本文在对晋城和潞安煤对纯CH₄、N₂、CO₂及CH₄/CO₂二元混合气体吸附/解吸特性研究的基础上,对二煤和所收集到的煤对纯气体吸附数据采用SPSS、线性回归法和迭代法对Langmuir、BET、DA、DR、Toth、Frendulich、扩展Langmuir、Langmuir-Freundlicht8种吸附模型和二次方程、三次方程和对数方程进行拟合;在平衡气游离相组分浓度已知和未知条件下采用扩展Langmuir、理想吸附溶液理论和实际吸附溶液理论对煤吸附CH₄/CO₂二元混合气体吸附量进行预测,采用的吸附等温方程有Langmuir、BET、DA、DR:通过材料收集、审查和整理,利用SPSS软件对煤吸附CH₄的Langmuir吸附常量与煤质指标、CO₂/CH₄和CH₄/N₂吸附比与煤质指标间的线性回归关系进行了研究;在CO₂-ECBM实验模拟装置建立的基础上,对注CO₂提高煤层气采收率进行了初步的实验室研究,并初步研究了注CO₂对煤中矿物质的影响。 通过CH₄、N₂、CO₂及混合气体的吸附等温线和预测结果可大体上了解煤的微孔结构和煤的吸附特性。通过本文的研究,进一步丰富了煤吸附气体理论,为CO₂-ECBM技术预测提供了理论基础、预测方法,为注CO₂提高煤层气采收率和CO₂埋藏提供了资源评价技术和方法。