不同变质程度煤体瓦斯解吸迟滞特征实验研究陆壮王亮聂雷高瑾摘要：煤體瓦斯解吸过程与吸附过程相比不具有完全可逆性，解吸相对吸附存在迟滞特征，需要对瓦斯解吸迟滞特征及其相关影响因素进行系统研究。在合理选择拟合模型的基础上，利用煤体瓦斯吸附与解吸动力学实验装置分别开展了煤样在不同变质程度、不同含水率、不同温度和不同粒径下的瓦斯吸附和解吸实验，得到了瓦斯吸附和解吸曲线，计算了不同条件下煤体瓦斯的解吸迟滞系数。结果表明：随着变质程度增加，瓦斯解吸迟滞系数和迟滞面积先减小后增大，解吸迟滞程度呈现“U”型变化;随着煤样水分含量增大，瓦斯解吸迟滞系数和迟滞面积减小，瓦斯解吸迟滞程度减弱;随着实验温度升高，瓦斯解吸迟滞系数和迟滞面积减小，瓦斯解吸迟滞程度减弱;随着煤样粒径减小，瓦斯解吸迟滞系数和迟滞面积减小，瓦斯解吸迟滞程度减弱。解吸迟滞特征会对瓦斯含量直接法测定和吸附常数测定产生负面影响。关键词：吸附;解吸;迟滞特征;变质程度;孔隙结构：TD712文献标志码：A：1672-9315（2020）01-0088-08DOI：10.13800/jki.xakjdxxb.2020.0112开放科学（资源服务）标识码（OSID）：ExperimentalstudyofmethanedesorptionhysteresischaracteristicsofcoalwithdifferentmetamorphicdegreesLUZhuang1，2，WANGLiang1，2，NIELei1，2，GAO激n1，2（1.SchoolofSafetyEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China;2.KeyLaboratoryofCoalMineGasandFirePreventionandControl，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China）Abstract：Thegasdesorptionprocessincoalisnotcompletelyreversiblecomparedwiththeadsorptionprocess.Desorptionprocesshashysteresischaracteristicsandastudymustbemadesystematicallyofsuchcharacteristicsandtherelatedinfluencingfactors.Reasonablefittingmodelswereselectedinthispaper，andthegasadsorptionanddesorptionexperimentswerecarriedoutunderdifferentmetamorphicdegree，watercontent，temperatureandpsizethroughthedeviceofgasadsorptionanddesorptiondynamics.Thegasadsorptionanddesorptioncurveswereobtainedandthedesorptionhysteresiscoefficientsofcoalsamplesundertheseconditionswerecalculated.Theresultsshowthatthehysteresiscoefficientandhysteresisareaofgasdesorptiondecreasefirstandthenincreasewiththeincreaseofmetamorphismdegree，withaU-shapedcurveexhibited.Withtheincreaseofmoisturecontentofcoalsample，hysteresiscoefficientandhysteresisareaofgasdesorptiondecrease，andthehysteresisdegreeofgasdesorptionweakens.Withtheincreaseofexperimentaltemperature，thehysteresiscoefficientandhysteresisareaofgasdesorptiondecrease，andthehysteresisdegreeofgasdesorptionweakens.Withtheincreaseofcoalpsize，thehysteresiscoefficientandhysteresisareaofgasdesorptionincrease，andthehysteresisdegreeofgasdesorptionstrengthens.Thedesorptionhysteresiseffectisfoundtohavenegativeeffectsonthedirectdeterminationofgascontentandthedeterminationofadsorptionconstant.Keywords：adsorption;desorption;hysteresischaracteristics;metamorphicdegree;porestructure0引言我国煤层气（矿井瓦斯）资源丰富[1]，煤层气既是煤矿安全的重大隐患，也是一种高效能资源[2]。开采煤层气不仅能缓解能源压力，也可以为井下安全生产提供保障。随着开采技术和装备发展，开采水平不断延伸，深部煤层呈现高地应力、高瓦斯压力和低渗透性，煤层气的相关特征也会随之受到影响[3]。煤是一种多孔固体介质，自身结构和所处环境复杂，不同因素会导致煤体瓦斯吸附解吸性能特征不同。目前很多学者从变质程度、温度、时间、含水量、挥发分等宏观以及孔隙结构等微观因素针对煤层瓦斯吸附解吸规律做出研究[4-7]。张强采用多种實验手段分析不同变质程度煤样的含氧官能团规律和微观孔隙结构，获得了一些关键参数，讨论了变质程度对煤体吸附解吸特性的...