摘　要：在煤的地质勘探过程中，运用煤的吸附常数可以间接计算煤的吸附瓦斯储量。吸
附常数的测定，目前主要采用煤的甲烷吸附量测定方法

(MT/T 752-1997)和煤的高压等温吸

附试验方法（

GB/T 19560-2008），对两种测试方法特点、吸附常数表征及影响因素进行探

讨。
　　关键词：煤的吸附试验　吸附常数　影响因素
　　煤的形成过程，伴生有丰富的非常规天然气体，俗称瓦斯、煤层气，在煤中主要以游离
态、吸附态形式存在。游离态气体容易脱离煤体而释放出来，在煤的解析试验中也称自然解
析气；吸附气则与煤的本身性质有关，煤是一种多孔介质，具有发达的孔隙结构，属于天
然吸附剂，煤表面及孔隙内表面对甲烷等气体具有很强的吸附能，气体容易在煤表面及孔
隙内聚集，形成气体吸附状态。
　　煤层气地质勘探中，煤层气储量常采用总含气量进行评估。评价方法有直接法与间接法。
直接法也叫解析法，直接测定煤芯煤样气含量，包含自然解析量、损失量及残余气量，一般
称为常规含量分析；间接法也叫非常规瓦斯测定法，通过吸附常数计算，吸附常数主要通
过试验获取，吸附气量则根据吸附常数进行计算。自然解析量、损失量在常压状态下从煤体
自然释放，在封闭空间呈现游离气体特征，试验中可以准确计算；残余气体包括吸附气体
与封闭孔隙不可解析气体，封闭不可解析气体在生产中不可获得，一般不予测定；常规试
验时，在恒定温度、不同压力条件下测定甲烷吸附量，通过图形拟合间接求取煤的吸附常数。

　　

1 试验原理

　　煤的吸附量一般用

Langmuir 单分子层气体吸附模型来描述，煤的吸附气体与游离气体

随着压力、温度的改变可以互相转化，在温度一定的条件下，通过

Langmuir 方程来计算煤

层气吸附量（

Q）。即

　　
　　

2 试验方法

　　

2.1 干燥煤样试验

　　

(1)测定方法概要：实验室筛分制样，制取粒度为 0.2-0.3mm 的煤样。准确称取 50g 煤样

装入玻璃干燥皿中，

80

℃真空干燥 6 小时；将干燥煤样装入煤样杯，于 60℃水浴中真空脱

气

4 小时。吸附温度 30

℃条件下，进行低压吸附，吸附平衡 8 小时，测定煤样体积；在相

同温度条件下，向吸附罐中充入不低于

4MPa 甲烷，煤样杯内压力达到平衡后，依次测定 6

组在相同温度、不同压力条件下的甲烷吸附量。用压力

-吸附量作图，根据 Langmuir 吸附理

论拟合求解煤的吸附常数

a、b 值。

　　

(2)高压吸附 Langmuir 方程：

　　
　　

2.2 含饱和水煤样试验

　　

(1)测定方法概要：将制取好的粒度为 0.2-0.3mm 的煤样，准确称取 35g 置于玻璃器皿

中，均匀加入适量蒸馏水使煤样全部淹没为止，并充分搅拌，室温下放置

2h；用玻璃漏斗

过滤出多余的水分；将装有煤样的玻璃器皿放入相对湿度为

96%-97%、温度为 30

℃的干燥

器中，干燥器底部装有适量的硫酸钾过饱和溶液；每隔

24h 称重煤样一次，直到相邻两次

重量之差不超过煤样质量的

2%，则为煤样已达到水平衡；将达到平衡水分的煤样装入煤样

杯中，在吸附温度

30

℃条件下，向煤样杯中充入不同压力的甲烷，测定 6 组煤在相同温度、

不同压力条件下的甲烷吸附量。用压力

-吸附量作图，根据 Langmuir 吸附理论拟合求解煤的

吸附常数

Langmuir 体积（VL）、Langmuir 压力(PL)。

　　

(2)高压吸附 Langmuir 方程：