甲烷在煤层中的吸附多为含水条件下的超临界吸附。为了对比分析含水和超临界条件 下经典吸附模型的适用性和准确性，开展了不同温度和不同含水率下煤层气的吸附实验，并 分别采用 Langmuir 模型、Dubinin-Radushkevich (D-R)模型、Dubinin-Astakhov(D-A)模型，以 及考虑了煤层气溶解及煤岩膨胀的改进 Langmuir+k 模型、Dubinin-Radushkevich+k (D-R+k)模 型、Dubinin-Astakhov+k (D-A+k)模型对含水煤岩的吸附数据进行了拟合及对比分析, 并讨论 了水分和温度对煤岩超临界吸附的综合影响。

结果表明：Langmuir 模型、D-R 模型和 D-A 模 型在中压和高压下与实测结果偏差较大，均方根误差介于 0.01-0.06。而考虑溶解气及煤岩膨 胀等因素的改进吸附模型具有更高的拟合精度，其中 D-A+k 模型最适用于描述含水煤岩的超 临界吸附，拟合误差最小，拟合精度最高，其均方根误差介于 0.002-0.009。不同温度下含水 煤岩的饱和吸附量均随含水率的增加出现不同程度的降低，当含水率增加至某一值后甲烷吸 附量趋于稳定。在30℃和60℃下当煤岩含水率由0增至6%时，甲烷饱和吸附量分别降低7.92% 和 2.49%。不同含水率的煤岩其饱和吸附量随温度的增加出现不同程度的降低，当温度由 30℃ 升高至 60℃时，干煤样的饱和吸附量降低 9.05%，而含水率为 2.5%的湿煤样其饱和吸附量降 低 4.61%，含水率为 6%的湿煤样其饱和吸附量降低 3.68%。可见甲烷在煤岩中的吸附受水分 和温度的综合影响，含水煤岩的饱和吸附量随温度和含水率的升高而降低，温度越高时煤岩 的饱和吸附量受水分的影响越小, 含水率越高的煤岩其饱和吸附量受温度影响越小。