煤中有机小分子相是煤的重要组成部分,为分析其对煤吸附甲烷的影响,在常压下(50℃),采用正己烷对张集和大柳塔煤样分别进行微波辅助萃取,得到萃取后煤样(残煤)和萃取物。采用GC/MS分析萃取物成分,并依此选取柴油作为正己烷萃取物的模型物,配置含柴油煤样(简称含油煤),开展了原煤、残煤和含油煤的甲烷等温吸附实验。研究结果表明:原煤和残煤吸附瓦斯在低压阶段差异不大,随着压力的增大,原煤吸附甲烷量逐渐高于残煤;含油煤则不同,压力较大时,同一压力段的瓦斯吸附增量高于原煤和残煤,低压时吸附甲烷量虽小于原煤和残煤,但随着压力的增大,最终吸附甲烷量略高于原煤。用Langmuir和Langmuir-Henry二元吸附模型对等温吸附数据进行拟合,得出煤吸附甲烷可分为2个过程,低压阶段主要为符合Langmuir模型的煤基质表面吸附,高压阶段主要为符合Henry模型的渗入煤基质的内部(孔隙、内表面)吸附;且煤中有机小分子有助于提高煤高压阶段的甲烷吸附量。

国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2011CB201200)；国家自然科学基金资助项目(51304189)；