馬東民，高 正，陳 躍,，張 輝，邵 凱，張治倉(cāng)，吳 訊，楊 甫

（1.西安科技大學(xué)，陜西西安710054；2.自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710021；3.西安科技大學(xué)煤炭綠色開采地質(zhì)研究院，陜西西安710054；4.陜西省煤層氣開發(fā)利用有限公司，陜西西安710119）

我國(guó)煤層氣可采資源量在低、中、高煤階大致各占1/3[1]。煤層氣吸附/解吸的研究對(duì)于煤層氣的開發(fā)具有重要的意義，實(shí)驗(yàn)研究表明，煤層氣吸附有很多影響因素，包括煤階、溫度、壓力、粒徑、含水率和孔隙結(jié)構(gòu)等[2-4]。而目前煤層氣的解吸研究和數(shù)值模擬研究中多采用瞬態(tài)解吸模型，即直接采用吸附實(shí)驗(yàn)獲得的曲線，不考慮解吸滯后效應(yīng)。工程實(shí)踐中煤層氣的開采主要是一個(gè)解吸過(guò)程，因此，需要重點(diǎn)研究煤層氣解吸問(wèn)題以及解吸滯后的實(shí)質(zhì)。其中溫度是煤儲(chǔ)層中甲烷吸附、解吸、滲流作用中一個(gè)重要的影響因素。楊兆中等[5]通過(guò)分子模擬煤儲(chǔ)層中甲烷在不同狹縫孔中的解吸狀態(tài)，得出在溫度較低范圍內(nèi)，溫度變化對(duì)CH4解吸影響不明顯。馬東民、嚴(yán)敏等[6-7]通過(guò)等溫吸附實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為隨著煤層氣儲(chǔ)層溫度升高，飽和吸附量減小。王公達(dá)等[8]認(rèn)為解吸滯后是由于甲烷分子從高壓狀態(tài)下進(jìn)入連通性較差的微孔并引起孔隙變形，滯留在微孔中的甲烷分子由于孔喉通道變窄，從而無(wú)法從孔隙中解吸。張遂安等[9]認(rèn)為解吸滯后是因?yàn)榧淄榉肿訌拿罕谏辖馕?，需要吸收能量克服煤壁與甲烷分子之間的范德華力。馬東民等[10]通過(guò)對(duì)不同變質(zhì)程度的煤進(jìn)行不同溫度點(diǎn)等溫吸附/解吸實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為由于變質(zhì)程度的不同導(dǎo)致煤的分子結(jié)構(gòu)和孔隙結(jié)構(gòu)不同，而微孔和小孔對(duì)甲烷的束縛能力是造成解吸滯后的原因。李沛等[11]研究了潤(rùn)濕性對(duì)高、低階煤甲烷吸附/解吸的影響，認(rèn)為煤體潤(rùn)濕性通過(guò)影響煤自身含水率大小，間接影響煤層氣吸附/解吸特征。張慧杰等[12]研究了煤的變質(zhì)程度對(duì)瓦斯吸附特性的影響，認(rèn)為煤的孔隙發(fā)育特征對(duì)瓦斯吸附起主控作用，而煤的大分子結(jié)構(gòu)通過(guò)改變有效比表面積、煤分子結(jié)構(gòu)與甲烷分子的吸附作用以及水分含量影響吸附能力，平衡水分含量和顯微組分主要通過(guò)改變比表面積影響吸附能力。前人針對(duì)甲烷吸附/解吸的影響因素做了大量的工作，然而對(duì)不同溫度下低、中、高階煤儲(chǔ)層中甲烷吸附/解吸特征的差異以及解吸滯后機(jī)理的研究較少見(jiàn)諸報(bào)道。

以大佛寺4#煤、上高寨11#煤以及寺河3#煤為研究對(duì)象，通過(guò)研究煤樣的物質(zhì)組分、孔隙結(jié)構(gòu)和吸附/解吸特征，從等溫吸附、等壓吸附、降壓解吸、煤巖組分、孔隙結(jié)構(gòu)分維、能量條件等多方面對(duì)吸附/解吸特征差異以及解吸滯后效應(yīng)進(jìn)行綜合分析，并從熱力學(xué)角度揭示解吸滯后的本質(zhì)，以期為煤層氣開發(fā)提供理論參考。

1 樣品基本特征

1.1 物質(zhì)成分

實(shí)驗(yàn)樣品分別采自大佛寺4#煤（DFS4#）、上高寨11#（SGZ11#）和寺河3#（SH3#）煤井下采煤工作面，其鏡質(zhì)組反射率Ro,max分別為0.43%、1.26%、3.27%，各自對(duì)應(yīng)于低煤階的長(zhǎng)焰煤、中煤階的焦煤和高煤階的無(wú)煙煤。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 212—2008《煤的工業(yè)分析方法》和GB/T 6948—2008《顯微煤巖類型測(cè)定方法》對(duì)樣品進(jìn)行煤巖煤質(zhì)分析（表1、表2），顯示DFS4#煤鏡質(zhì)組含量較低，惰質(zhì)組含量最高，為68.1%，殼質(zhì)組含量為2%，礦物含量最少。SGZ11#煤和SH3#煤的鏡質(zhì)組含量最高，達(dá)60%以上，惰質(zhì)組次之，殼質(zhì)組含量都為0，且SGZ11#煤的礦物質(zhì)含量最高。SGZ11#煤的水分含量、灰分產(chǎn)率均最小，DFS4#煤的揮發(fā)分產(chǎn)率最高，SH3#煤的固定碳含量最高，隨煤變質(zhì)程度增高，揮發(fā)分降低，固定碳增加。

表1 樣品顯微組分測(cè)定結(jié)果Table1 Microscopic component determination results of samples%

表2 工業(yè)分析結(jié)果Table2 Industrial analysis results%

1.2 孔隙特征

采用美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特公司生產(chǎn)的ASAP2020比表面和孔徑分析儀，其比表面積測(cè)量范圍＞0.000 5 m2/g，孔徑范圍0.35～500 nm。對(duì)各煤樣的孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)霍多特（1961）的十進(jìn)制分類系統(tǒng)，將煤的孔隙劃分成微孔、小孔、中孔和大孔進(jìn)行詳細(xì)分析。

液氮吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3、圖1所示，DFS4#的比表面積最大，SH3#次之，SGZ11#最小，表明煤階增高，比表面積先減小后增大，BJH 總孔容分別為0.019、0.001、0.002 mL/g，隨煤階的變化規(guī)律與比表面積一致，呈“V”型變化趨勢(shì)。

分析3個(gè)樣品的液氮吸/脫附曲線特征可知：DFS4#煤的脫附曲線明顯高于吸附曲線，滯后環(huán)明顯，在相對(duì)壓力較低時(shí)（0＜p/p0＜0.5）吸附，脫附曲線基本重合，而相對(duì)壓力p/p0為0.5時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，表明存在一端開放的圓筒孔以及一定量的墨水瓶孔；SGZ11#的吸附和脫附曲線接近平行，滯后環(huán)較小，在相對(duì)壓力為0.5時(shí)無(wú)明顯拐點(diǎn)，表明主要以狹縫平板狀孔為主，有利于煤層氣的解吸和擴(kuò)散滲流；SH3#煤在相對(duì)壓力（p/p0）為0.5時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，表明墨水瓶孔發(fā)育，不利于甲烷解吸。

利用FHH 方程間接計(jì)算孔隙的分形維數(shù)[13]，公式如下：

式中：V為在平衡壓力p下吸附的氣體體積，cm3/g；V0為單分子層吸附氣體體積，cm3/g；p0為氣體吸附的飽和蒸氣壓，MPa；p為氣體吸附的平衡壓力，MPa；A為ln（V/V0）和ln（ln（p0/p））關(guān)系曲線下的斜率，取決于樣品的分形維數(shù)；B為常數(shù)，分形維數(shù)D=A+3。

計(jì)算時(shí)采用液氮脫附數(shù)據(jù)，因?yàn)槊摳綍r(shí)引起的摩爾自由能變化小于吸附過(guò)程，所以脫附過(guò)程所對(duì)應(yīng)的吸附態(tài)更穩(wěn)定，另外，不同壓力段，微孔隙內(nèi)甲烷吸附作用機(jī)制不同，低壓段（0＜p/p0＜0.5）氣體吸附于微孔內(nèi)，氣體分子和煤分子間的作用力主要是范德華力，而高壓段（0.5＜p/p0＜1）氣體主要吸附于中孔和大孔，以毛細(xì)凝聚作用為主[13]。因此，為了表征不同孔隙結(jié)構(gòu)，需分段計(jì)算其分形維數(shù)，即低壓段（0＜p/p0＜0.5）分形維數(shù)D1和高壓段分形維數(shù)D2（圖2和表4）。低、中、高煤階樣品孔隙分形維數(shù)D1值分別為2.29、2.35、2.27，其隨煤階增高呈倒“V”型變化，D2值分別為2.75、2.65、2.89，隨煤階變化規(guī)律與D1相反，表面煤化作用過(guò)程中，煤孔隙表面性質(zhì)和孔隙結(jié)構(gòu)的變化并不是線性的，而是波動(dòng)式變化。

表3 液氮吸附結(jié)果Table3 Liquid nitrogen adsorption results

圖1 液氮等溫吸附曲線Fig.1 Isothermal adsorption curve of liquid nitrogen

表4 不同煤樣的FHH分形維數(shù)Table4 FHH fractal dimension of different coal samples

2 吸附解吸特征

2.1 吸附/解吸實(shí)驗(yàn)

吸附/解吸實(shí)驗(yàn)儀器采用AST-2000型大樣量煤層氣等溫吸附/解吸仿真實(shí)驗(yàn)儀，實(shí)驗(yàn)溫度設(shè)定為25℃，30℃，35℃，40℃，45℃共5個(gè)溫度點(diǎn)，最高壓力為8 MPa。甲烷吸附過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Langmuir（式2）方程進(jìn)行描述，由于解吸存在滯后現(xiàn)象，故解吸過(guò)程數(shù)據(jù)采用馬東民等[14]提出的解吸方程（式3）進(jìn)行描述。

式中：Va為煤儲(chǔ)層壓力p下的吸附量，cm3/g；aa為煤樣極限吸附量，cm3/g；ba為吸附、解吸速度與吸附熱綜合參數(shù)。

式中：Vd為煤層氣解吸到p壓力下的吸附量，cm3/g；ad為煤樣極限吸附量，cm3/g；bd為吸附、解吸速度與吸附熱綜合參數(shù)；c為常數(shù)或稱殘余吸附量，cm3/g。

2.2 吸附/解吸實(shí)驗(yàn)結(jié)果

DFS4#、SGZ11#、SH3#三個(gè)煤樣的5個(gè)溫度點(diǎn)吸附/解吸數(shù)據(jù)見(jiàn)圖3，擬合結(jié)果見(jiàn)表5。隨溫度升高，DFS4#、SGZ11#、SH3#三個(gè)煤樣飽和吸附量呈明顯減小（圖4a），吸附常數(shù)也表現(xiàn)出相似的特征（圖4b），且具有很好的線性關(guān)系，擬合度均大于0.9。因?yàn)榧淄闅怏w分子在煤表面吸附屬于物理吸附，升溫使得甲烷分子活性增強(qiáng)，促使甲烷分子由吸附態(tài)向游離態(tài)轉(zhuǎn)變。相比而言，同一溫度下，SH3#煤樣的飽和吸附量最大，其次為SGZ11#煤樣，最小的為DFS4#煤樣。

相同壓力下，同一煤樣的甲烷吸附量隨溫度增高呈線性降低趨勢(shì)（圖5），因?yàn)闇囟仍礁撸淄榉肿舆\(yùn)動(dòng)越劇烈，分子動(dòng)能越大，越不利于吸附，而有利于吸附的甲烷從孔隙表面解吸成游離狀態(tài)。相同溫度下，不同煤階樣品吸附量和吸附速率差異明顯，以40℃為例，吸附過(guò)程中，SH3#吸附量增加最快，SGZ11#次之，DFS4#最小。低壓階段（p＜4 MPa），隨壓力增大，吸附量明顯增加，吸附速率較快，但高壓階段（p＞4 MPa），吸附量增加趨勢(shì)變緩（圖6），換言之，溫度恒定，壓力增到一定值時(shí)，吸附量趨于穩(wěn)定，不再增加。

總體而言，SH3#殘余吸附量最大，SGZ11#次之，DFS4#最小，表明煤階越高，甲烷越難解吸，與煤的吸附能力強(qiáng)弱相對(duì)應(yīng)，即煤的吸附能力越強(qiáng)，殘余甲烷吸附量越大（圖7）。溫度升高，DFS4#、SGZ11#、SH3#三個(gè)煤樣的殘余吸附量變化存在一定差異（圖7），SH3#和SGZ11#的殘余吸附量呈先升后降趨勢(shì)，并以40℃為拐點(diǎn)，而DFS4#的殘余吸附量基本呈增大趨勢(shì)。對(duì)比溫度與飽和吸附量和殘余吸附量之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，盡管溫度升高，不同煤階的飽和吸附量均呈減小趨勢(shì)，但其對(duì)殘余吸附量的影響卻較復(fù)雜。溫度不僅可以影響氣體分子活躍程度，也會(huì)改變煤的孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)[15]。殘余吸附量隨溫度的變化實(shí)際是以上兩種效果的疊加，并且溫度對(duì)中高煤階孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)的作用較低煤階更復(fù)雜。就殘余吸附量而言，中高煤階在溫度較低時(shí)，以溫度引起的孔隙結(jié)構(gòu)變化效應(yīng)為主，而溫度較高時(shí)，以溫度引起的分子活躍度改變效應(yīng)為主，兩種效應(yīng)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換溫度約為40℃。但是，低煤階中，主要以溫度引起的孔隙結(jié)構(gòu)變化效應(yīng)為主，但強(qiáng)度有限。

圖2 不同煤樣FHH分形模型曲線Fig.2 FHH fractal model curves of different coal samples

圖3 不同溫度等溫吸附/解吸曲線Fig.3 Isothermal adsorption/desorption curves at different temperatures

表5 不同溫度等溫吸附/解吸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合結(jié)果Table5 Fitting results of isothermal adsorption/desorption experimental data at different temperatures

圖4 溫度與飽和吸附量、吸附常數(shù)的關(guān)系Fig.4 Relation between temperature and saturation adsorption capacity,adsorption constant

圖5 等壓條件下溫度與飽和吸附量關(guān)系Fig.5 Relation between temperature and saturated adsorption capacity under isobaric conditions

圖6 不同煤樣壓力與吸附量增量關(guān)系Fig.6 Relation between pressure and adsorption capacity of different coal samples

圖7 殘余吸附量與溫度關(guān)系Fig.7 Relation between residual adsorption and temperature

2.3 熱力學(xué)特征

利用等溫吸附解吸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以通過(guò)Clausius-Clapeyron 方程間接計(jì)算煤層氣吸附/解吸過(guò)程的等量吸附熱[16]，公式如下：

據(jù)上述關(guān)系有：

式中：qst表示等量吸附熱，kJ/mol；R為氣體常數(shù)，取8.314 J/（mo1·K）；T表示溫度，K；f表示逸度，Pa；p為氣體吸附的平衡壓力，MPa；Z表示壓縮因子；B為線性擬合關(guān)系的斜率。

設(shè)定不同的吸附量，計(jì)算DFS4#、SGZ11#、SH3#升壓吸附和降壓解吸過(guò)程中的相應(yīng)等量吸附熱（圖8）。結(jié)果表明，升壓過(guò)程中的等量吸附熱均小于降壓過(guò)程的等量吸附熱，即吸附量一定，升壓吸附釋放的吸附熱均小于降壓解吸的吸附熱，表明吸附和解吸過(guò)程存在能量差，從能量的角度解釋了吸附和解吸不是完全可逆的，若要解吸相同吸附量甲烷，勢(shì)必需要從外界環(huán)境中吸收能量，這是存在解吸滯后的本質(zhì)原因。

隨著吸附量的增加，等量吸附熱也呈線性遞增，說(shuō)明吸附是一個(gè)持續(xù)放熱的過(guò)程，吸附量越大，釋放的熱量越多。升壓過(guò)程中SH3#等量吸附熱值最大，即放出熱值最大，更容易吸附甲烷，其次為DFS4#，SGZ11#最小。降壓過(guò)程中，SH3#等量吸附熱值最大，即吸收熱值最大，最難解吸，其次為DFS4#，SGZ11#最小。

圖8 吸附量與吸附熱關(guān)系Fig.8 Relation between adsorption capacity and adsorption heat

3 影響因素

3.1 顯微組分

煤的顯微組分是影響其吸附能力的重要因素之一，體現(xiàn)了成煤原始物質(zhì)和成煤作用過(guò)程差異，并且各顯微組分孔隙結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)差異顯著[3]。煤的吸附量與鏡質(zhì)組含量呈正相關(guān)，與惰質(zhì)組呈負(fù)相關(guān)（圖9），惰質(zhì)組主要以中、大孔為主，解吸時(shí)對(duì)甲烷的束縛能力較小，所以惰質(zhì)組含量較多時(shí)，有利于甲烷分子的解吸，而鏡質(zhì)組微孔更加發(fā)育，吸附能力較強(qiáng)，且解吸困難，滯后性更顯著。惰質(zhì)組中絲質(zhì)體的親甲烷能力強(qiáng)于鏡質(zhì)組，當(dāng)其中絲質(zhì)體含量較低時(shí)對(duì)于煤吸附甲烷的能力影響不明顯，并且，惰質(zhì)組較鏡質(zhì)組親水性更強(qiáng)，水分增加使得惰質(zhì)組吸附性能下降。因此，鏡質(zhì)組含量高時(shí)，煤吸附甲烷的吸附量也越高，故煤吸附甲烷的能力主要取決于鏡質(zhì)組含量[17]。DFS4#惰質(zhì)組含量最高，鏡質(zhì)組含量最低，其飽和吸附量最低。SH3#的鏡質(zhì)組含量與SGZ11#差別不明顯，但是由于SH3#的微孔最為發(fā)育，故SH3#的飽和吸附量最大。

圖9 吸附量與煤的顯微組分關(guān)系Fig.9 Relation between adsorption capacity and coal microscopic composition

3.2 孔隙結(jié)構(gòu)

研究表明，墨水瓶形孔對(duì)甲烷的吸附能力最強(qiáng)，其次為狹縫平板形孔、圓柱形孔和楔形孔[18]。煤的孔隙特征直接影響煤的吸附/解吸能力，主要原因是孔喉結(jié)構(gòu)特征，墨水瓶孔型由于孔喉較小，吸附能力強(qiáng)，但是解吸難度增加。SH3#具有較多的墨水瓶孔，與SGZ11#、DFS4#相比，其吸附量最大，解吸滯后程度也大。且SH3#的D2最大，表明其孔隙結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，也增加了解吸難度。相對(duì)而言，DFS4#發(fā)育開放性孔，故吸附能力較差，但是解吸較容易，滯后程度較小。且DFS4#分形維數(shù)D2值較小，表明孔隙結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，有利于解吸。

4 討論

隨著煤變質(zhì)程度提高，煤中稠環(huán)顯著加大，側(cè)鏈和官能團(tuán)減少，煤分子定向排列和各向異性顯著，分子間距減小，孔隙率降低，比表面積增大，表面自由能增大[19-20]。由于壓實(shí)作用，中、低階煤以小-微孔（10～100 nm）為主，高階煤以微孔（小于10 nm）為主，因此，吸附甲烷能力不一[21-22]。吸附過(guò)程中隨著吸附作用的產(chǎn)生，煤-CH4吸附平衡體系更加趨于穩(wěn)定，吸附在煤內(nèi)表面的甲烷分子，解吸時(shí)需要吸收更多的能量用以擺脫與煤表面之間的范德華力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明溫度升高抑制了吸附作用，隨著溫度升高，CH4活化能增強(qiáng)，因此，煤體的飽和吸附量變小，吸附能力降低，而解吸能力增強(qiáng)。煤體吸附CH4的過(guò)程是放熱過(guò)程，而CH4氣體的解吸過(guò)程是吸熱過(guò)程，解吸過(guò)程中等量吸附熱均大于吸附過(guò)程中的等量吸附熱，說(shuō)明吸附釋放的能量小于解吸所需要的能量，從熱力學(xué)角度說(shuō)明煤中甲烷的吸附和解吸不是完全可逆的，其結(jié)果是必然產(chǎn)生解吸滯后。也有學(xué)者[23-25]通過(guò)研究粒煤中甲烷吸附/解吸過(guò)程中的溫度變化，結(jié)果表明升壓吸附時(shí)測(cè)試腔體溫度升高，而卸壓解吸時(shí)，測(cè)試腔體溫度下降，但是解吸時(shí)下降的溫度低于吸附時(shí)升高的溫度，表明解吸同樣量的甲烷還需從外界環(huán)境中吸收更多的熱量，因此，綜合說(shuō)明CH4解吸存在解吸滯后，而吸附/解吸前后的能量差異會(huì)造成解吸滯后。

甲烷在煤儲(chǔ)層的賦存狀態(tài)主要是吸附態(tài)和游離態(tài)，針對(duì)處于吸附態(tài)的甲烷，微觀上以熱力學(xué)的角度反映則是解吸時(shí)的等量吸附熱大于吸附時(shí)的等量吸附熱。由于等溫吸附實(shí)驗(yàn)采用的樣品是60～80目的粒煤，在制作實(shí)驗(yàn)樣品過(guò)程中外力作用下破壞煤儲(chǔ)層原始的孔-裂隙結(jié)構(gòu)，此過(guò)程中部分孔隙被封堵，較原始煤儲(chǔ)層相比，粒煤產(chǎn)生了更多的微小孔、裂隙。針對(duì)處于游離態(tài)的甲烷，等溫吸附實(shí)驗(yàn)時(shí)由于是升壓吸附，所以在高壓狀態(tài)下游離態(tài)甲烷分子可以進(jìn)入微小孔，部分封閉性孔吸入甲烷后導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)變形（孔喉變窄），被吸附的氣體分子受到窄小的孔隙通道限制，無(wú)法從孔隙中解吸出來(lái)[8]。生產(chǎn)實(shí)際中，由于排水降壓以及壓裂作用等，同樣破壞煤儲(chǔ)層的原始孔隙、裂隙結(jié)構(gòu)，封堵部分甲烷解吸通道，導(dǎo)致解吸滯后。

因此，解吸滯后效應(yīng)產(chǎn)生，歸結(jié)于兩個(gè)層面：①處于吸附態(tài)的甲烷由于解吸需要的等量吸附熱（吸收能量）大于吸附時(shí)的等量吸附熱（釋放能量），存在能量差異，吸附態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)需要從外界環(huán)境吸取能量；②處于游離態(tài)的甲烷，由于高壓作用下進(jìn)入微小孔，致使煤基質(zhì)膨脹變形，孔隙結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致甲烷解吸受限，造成解吸滯后，此時(shí)需要較大的壓差（能量）才能使得封堵的甲烷解吸。

5 結(jié)論

1）煤樣的鏡質(zhì)組反射率Ro,max分別為0.43%、1.26%、3.27%，低階煤樣品鏡質(zhì)組含量低、惰質(zhì)組含量高、揮發(fā)分高和固定碳高，中、高階樣品則反之。DFS4#比表面積最大，SH3#次之，SGZ11#最小，隨煤階增高比表面積大小呈“V”型變化，BJH孔容變化規(guī)律與比表面積一致。采用FHH理論計(jì)算的不同壓力段分形維數(shù)D1和D2，表明隨著分形維數(shù)D1、D2值的增加，煤的飽和吸附量、殘余吸附量均呈先下降后回升的趨勢(shì)。

2）煤變質(zhì)程度增加，煤對(duì)CH4的吸附能力顯著增強(qiáng)。同一溫度下，SH3#的飽和吸附量最大，SGZ11#次之，DFS4#的飽和吸附量最小，解吸過(guò)程的殘余吸附量情況與之相似。溫度升高，SH3#和SGZ11#的殘余吸附量呈先上升后下降的趨勢(shì)，以40℃為拐點(diǎn)，所以應(yīng)該綜合考慮溫度對(duì)氣體分子活化和煤的孔隙結(jié)構(gòu)的影響。

3）等壓吸附過(guò)程中，SH3#的吸附量增加最快，SGZ11#次之，DFS4#最小。低壓階段（p＜4 MPa）時(shí)，隨壓力增大，吸附量顯著增加，但高壓階段（p＞4 MPa），吸附量隨壓力變化并不明顯，而是逐漸趨于穩(wěn)定。

4）DFS4#、SGZ11#、SH3#三個(gè)煤樣解吸過(guò)程中等量吸附熱均大于吸附過(guò)程中的等量吸附熱，表明解吸過(guò)程需要持續(xù)從體系外吸收熱量，吸附和解吸過(guò)程中產(chǎn)生的能量差異會(huì)造成解吸滯后效應(yīng)，等量吸附熱值差值越大，滯后越顯著。