摘要
为深入了解煤层、尤其是构造煤吸附-解吸CO2过程中的变形特征，采用自行研制的煤层高压吸附解吸（变形）试验系统开展了不同含水率条件下构造煤吸附-解吸CO2过程中的变形量与吸附量同步测试试验，结果表明，煤对CO2等温吸附线属于Ⅱ型等温线，等温吸附-解吸曲线采用BET模型拟合效果最佳。改进后的D-R应变方程和改进后的Langmuir应变方程可分别反映吸附和解吸过程中煤样体应变与平衡压力关系。在试验含水率范围内，水分的存在抑制煤样的膨胀变形，极限膨胀变形量随着含水率的增加不断减小，但吸附量呈先减小后增加的趋势。煤样等温吸附和解吸曲线具有典型的解吸滞后特征，但解吸应变曲线表现为解吸应变超前特征。气体完全解吸后，存在一定的富余变形，且含水率越高，煤样的富余变形越大。煤样吸附CO2过程变形量与吸附量关系曲线可以划分为加速膨胀阶段（第Ⅰ阶段）、匀速膨胀阶段（第Ⅱ阶段）、减速膨胀阶段（第Ⅲ阶段）以及压缩阶段（第Ⅳ阶段）四个阶段。解吸CO2过程中，由于解吸过程游离态气体引起的压缩变形与煤样弹性变形恢复产生的膨胀变形相互抵消，表现为解吸变形量与残余吸附量呈线性关系。
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