水分作用下无烟煤吸附瓦斯特性的分子模拟研究

作     者：王硕 陈明义 张雪洁 陈晓昀 王伟 李帅魁 WANG Shuo;CHEN Mingyi;ZHANG Xuejie;CHEN Xiaoyun;WANG Wei;LI Shuaikui

作者机构：石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院石家庄050043 石家庄铁道大学河北省金属矿山安全高效开采技术创新中心石家庄050043 山西安标检验认证有限公司太原030031 煤矿安全技术国家重点实验室(中煤科工集团沈阳研究院有限公司)辽宁抚顺113122 

出 版 物：《中国科技论文》 (China Sciencepaper)

年 卷 期：2023年第18卷第1期

页      面：109-116页

学科分类：08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51804201) 河北省自然科学基金资助项目(E2020210081) 煤矿安全技术国家重点实验室开放基金资助项目(2021-KF-23-04) 石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC2022004) 

主　　题：煤层气 DA吸附模型 分子模拟 水分修正系数 吸附热 

摘      要：为探究水分对煤吸附瓦斯气体的影响规律,基于蒙特卡洛方法和分子模拟仿真技术,研究了3种无烟煤在不同含水率(0~5%)和气体压力(0~10 MPa)条件下的瓦斯吸附特性。结果表明:相比于Langmuir模型和DR模型,DA模型能较好地表征不同含水率条件下无烟煤对甲烷气体的吸附特征;煤的瓦斯气体饱和吸附量、瓦斯气体吸附热均表现出随含水率升高而下降的趋势。进一步提出了一种DA吸附模型与具有指数表达式的水分修正系数相结合的新预测方程,该方程对不同含水率条件下的无烟煤吸附瓦斯气体量具有很好的预测效果。