煤吸附解吸CO2变形特征的试验研究

无商业开采价值的煤层被认为是理想的CO2储存场所，煤吸附解吸CO2的变形特征是煤中CO2封存的重要问题。利用煤体吸附-解吸变形试验系统，在预定压力的CO2气体环境下，对取自赵各庄煤矿9号煤层煤样的轴向应变和径向应变进行了近600h的观测，研究煤样在不同气体压力下吸附、解吸CO2的变形特征。实验结果显示：煤样吸附/解吸CO2产生的膨胀/收缩变形，煤样吸附变形需要12h甚至更长时间才能趋于稳定，原煤样品的吸附解吸变形呈各向异性；经历了吸附和解吸CO2的煤样均有不同程度的残余变形，气体压力低于1.5MPa时残余体积应变低于0.6×10-3，可近似认为煤样吸附解吸变形过程可逆。通过煤样吸附解吸变形实验数据的拟合发现，Langmuir方程可反映煤样吸附解吸CO2变形随气体压力的变化规律。