不同宏观煤岩组分润湿性差异及对甲烷吸附解吸的影响

作     者：陈跃 马卓远 马东民 李卫波 李国富 杨甫 郑超 滕金祥 伋雨松 CHEN Yue;MA Zhuoyuan;MA Dongmin;LI Weibo;LI Guofu;YANG Fu;ZHENG Chao;TENG Jinxiang;JI Yusong

作者机构：西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 陕西省地质科技中心陕西西安710054 煤与煤层气共采技术国家重点实验室山西晋城048000 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安710021 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2021年第49卷第11期

页      面：47-55页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41902175) 山西省科技计划揭榜招标资助项目(20201101002) 陕西省自然科学基金资助项目(2019JQ-245)。 

主　　题：煤岩组分 润湿性 活性剂 吸附能力 解吸效率 

摘      要：煤的润湿性是煤-水界面作用体现,也是影响甲烷吸附/解吸的重要因素。为了分析不同宏观煤岩组分润湿性差异及对甲烷吸附/解吸的影响,基于大佛寺井田4号煤不同类型镜煤、暗煤样品(空气干燥基样、平衡水样及不同活性剂改性后煤样)润湿性及甲烷吸附/解吸实验结果,分析不同宏观煤岩组分润湿性差异及其对吸附/解吸的影响。结果表明,煤-水接触角均小于90°,具亲水性,镜煤为66.9°,暗煤为61.2°,暗煤润湿性比镜煤好。不同活性剂溶液对煤样处理后润湿性由差到好依次为G502样(疏水性)、6501样、LAS样、JFC样,G502促使煤润湿反转,镜煤和暗煤接触角分别增大至98.8°、90.3°,其他3种活性剂均可改善煤的润湿性,接触角最低降至32.5°。相较于暗煤,镜煤的微孔隙相对发育,占比高达80%,孔隙连通性差,润湿性差,吸附甲烷能力较强,但甲烷解吸效率低于暗煤。煤的润湿性与吸附甲烷的能力负相关,不同样品饱和吸附量为5.63~26.98 cm^(3)/g,G502样、空气干燥样、平衡水样、6501样、JFC样、LAS样吸附能力依次变弱。解吸能力则与润湿性呈正相关,解吸能力由低到高依次为G502样、6501样、JFC样、LAS样。煤的润湿性越好,煤-水界面分子作用越强,煤基质表面易被大量水分子占据,水、甲烷分子竞争吸附,煤吸附甲烷能力变弱,但同时也促进了甲烷解吸。