构造煤分子结构的动力损伤对瓦斯吸附的影响 论文

为了揭示构造应力作用对煤中芳香片层造成的动力损伤以及对瓦斯吸附的影响，研究团队采集了平顶山矿区不同变形程度的构造煤样品，采用高分辨透射电镜图像和拉曼光谱技术，深入分析了构造煤的晶格条纹特征和结构缺陷类型。通过对比分子模拟电子结构，进一步探讨了构造煤中分子结构缺陷的形成能量与吸附能量的差异【详细阅读】。

为了更直观地理解结构缺陷的形成机制，研究还借助巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)方法，模拟了瓦斯分子在不同结构缺陷表面的吸附行为。结果显示，构造煤中普遍存在着边界类缺陷(SW)和多种空位状缺陷，包括单空位缺陷(SV)、双空位缺陷(DV)以及多空位缺陷(MV1和MV2)【阅读更多相关内容】。

研究发现，脆性变形煤主要以SV和DV结构缺陷为主，而韧性变形煤则包含更多的SW, MV1和MV2结构缺陷。缺陷中的碳原子表面具有更高的电子密度，这使得瓦斯分子在缺陷附近的吸附更加有利，密度分布也相应提高。通过模拟还发现，瓦斯分子在不同结构缺陷表面的吸附等温线均符合I型吸附曲线特征，不同结构缺陷对瓦斯分子的吸附能力表现出显著差异【了解相关模拟研究】。