王小龍，李 賀，魯 義，路潔心，施式亮

(湖南科技大學(xué) 資源環(huán)境與安全工程學(xué)院，湖南 湘潭 411201)

煤層內(nèi)表面為多孔介質(zhì)，具有較強(qiáng)的吸附氣體能力。在成煤過程中會(huì)生成一種煤的伴生物—甲烷，其賦存形態(tài)主要為吸附態(tài)和游離態(tài)。甲烷分子在和煤體表面接觸后，根據(jù)煤吸附甲烷的能力不同會(huì)形成甲烷壓力梯度和濃度梯度，甲烷氣體分子在其濃度梯度的作用下由高濃度向低濃度擴(kuò)散。當(dāng)游離態(tài)甲烷分子靠近煤體時(shí)，由于煤體對(duì)它的合力做正功，甲烷分子勢(shì)能Ep減??；當(dāng)甲烷分子與煤體的距離r減少到一定程度，煤體對(duì)它的合力做負(fù)功，分子勢(shì)能Ep增大，這是煤體表面甲烷分子吸附擴(kuò)散的微觀過程[1]。煤中甲烷的吸附與擴(kuò)散能力是影響產(chǎn)氣量的關(guān)鍵因素，研究煤對(duì)甲烷的吸附擴(kuò)散特性有助于揭示甲烷在煤層中的運(yùn)移和積聚規(guī)律，以及準(zhǔn)確預(yù)測(cè)甲烷含量[2]。通過對(duì)分子動(dòng)力學(xué)模擬基本原理的分析，李作祥[3]說明了分子模擬從微觀層面為甲烷抽采提供理論和方法上的指導(dǎo)是可行的，同時(shí)指出了目前煤中甲烷吸附擴(kuò)散行為分子尺度研究領(lǐng)域中存在的難題。于是，分子模擬方法得到了廣泛地應(yīng)用。為借鑒現(xiàn)有研究成果，深入研究并進(jìn)行有關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)，筆者在總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)煤中甲烷吸附和擴(kuò)散行為的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，分析煤中甲烷等氣體的吸附擴(kuò)散微觀機(jī)理及規(guī)律，并探討該領(lǐng)域亟需解決的問題。

1 分子動(dòng)力學(xué)模擬

分子模擬指通過建立分子模型來(lái)模擬體系中的分子動(dòng)力學(xué)行為，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型和算法，計(jì)算出體系中的分子行為和分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)物理化學(xué)特性展開研究。1991年，Carlson[4]開始在煤分子領(lǐng)域運(yùn)用CAMD技術(shù)(計(jì)算機(jī)輔助分子設(shè)計(jì))，對(duì)4種經(jīng)典煙煤大分子結(jié)構(gòu)模型即Shinn、Solomon、Given和Wiser模型進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化和計(jì)算。1995年，Richards等[5]首次將分子模擬方法應(yīng)用于氣體吸附科學(xué)，采用巨正則系綜蒙特卡洛模擬(GCMC)方法對(duì)Li-X中N2和O2的吸附等溫線進(jìn)行了成功預(yù)測(cè)。賈建波[6]在2010年采用量子化學(xué)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，利用分子模擬技術(shù)對(duì)煤對(duì)甲烷的吸附擴(kuò)散進(jìn)行了研究，得出了SV熱解產(chǎn)物甲烷的生成包含8種反應(yīng)類型的結(jié)論。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息科學(xué)和統(tǒng)計(jì)動(dòng)力學(xué)理論的發(fā)展，分子模擬已成為一種發(fā)展訊速并被廣泛應(yīng)用的一種計(jì)算機(jī)仿真模擬方法，它既能從理論上解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，又能從分子水平直觀地分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行互相比較，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)中難以得到的結(jié)果。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)分子模擬逐漸成為大分子合成、化學(xué)和生物制藥等各個(gè)領(lǐng)域不可或缺的研究手段。

分子模擬常用的方法有分子力學(xué)方法、蒙特卡羅計(jì)算法、分子動(dòng)力學(xué)模擬、量子化學(xué)方法等。分子力學(xué)方法(Molecular mechanics，MM)以分子的力場(chǎng)為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算分子的各種性質(zhì)特征參數(shù)，主要應(yīng)用于藥物、團(tuán)簇體、生化大分子的研究。蒙特卡羅計(jì)算法(Monte Carlo method，MC)，從系統(tǒng)中分子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)出發(fā)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)力學(xué)的概率分配原理，得到體系的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，多用于稠密分子體系的數(shù)值模擬。分子動(dòng)力學(xué)(Molecular dynamics，MD)是一種應(yīng)用力場(chǎng)和牛頓運(yùn)動(dòng)力原理計(jì)算經(jīng)典多體系統(tǒng)的平衡性和傳遞性的方法，適用于計(jì)算大型、復(fù)雜系統(tǒng)，特別是模擬分子體系的受力與運(yùn)動(dòng)。量子化學(xué)方法(Quantum Chemistry，QC)則是應(yīng)用量子力學(xué)的基本原理和方法研究化學(xué)問題的計(jì)算方法，多用于解決諸如分子間相互作用、分子間碰撞、分子間反應(yīng)等問題。應(yīng)用于分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算的仿真軟件主要有Gromacs、AMBER、Studio、CHARMM、Gaussian和LAMMPS等。

2 煤中甲烷吸附行為分子模擬研究

2.1 單組分氣體吸附

為了更好地研究煤對(duì)單組分氣體的吸附作用，確保分子模擬結(jié)果的科學(xué)性與可靠性，目前大多數(shù)學(xué)者在煤大分子結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程中選擇直接利用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)煤樣大分子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行退火處理，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為進(jìn)一步得到更貼近現(xiàn)實(shí)的煤樣大分子模型，楊鼎[7]以文獻(xiàn)中報(bào)道的煤樣大分子結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，在模型中加入不同質(zhì)量和種類的小分子化合物，使煤樣大分子模型具有一定的質(zhì)量分布，符合煤的不均勻性特點(diǎn)。通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與分子模擬圖譜相結(jié)合的方法，秦紅璐[8]將實(shí)驗(yàn)核磁共振圖譜和煤樣分子模型核磁共振圖譜進(jìn)行分析比較，并不斷調(diào)整，使所構(gòu)建出的煤樣大分子模型更加合理。隨后利用GCMC模擬方法得到了煤樣吸附不同數(shù)量的甲烷分子后的體系能量數(shù)據(jù)，指出在煤樣的飽和吸附過程中，一般都是物理吸附，發(fā)揮作用的主要是范德華能，靜電能次之。在此基礎(chǔ)上，Narkiewicz M R等[9]以及國(guó)內(nèi)曾凡桂等[10]、相建華等[11]綜合運(yùn)用XPS、紅外光譜和HRTEM等技術(shù)，構(gòu)建了不同煤級(jí)煤的更加真實(shí)的大分子結(jié)構(gòu)模型。

由于沉積環(huán)境及成煤物質(zhì)的不同，形成的煤樣存在著很大的差異，導(dǎo)致了煤分子結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性、多樣性和不均勻性的特點(diǎn)。近年來(lái)煤分子自身結(jié)構(gòu)影響甲烷吸附擴(kuò)散的研究從未停止，通過相關(guān)分子模擬研究發(fā)現(xiàn)，煤分子對(duì)甲烷分子的吸附擴(kuò)散能力受吸附位置和吸附方向的影響較大，且甲烷的吸附和擴(kuò)散位置、吸附方向和芳香結(jié)構(gòu)單元均對(duì)此會(huì)產(chǎn)生影響，且前者影響能力大于后者[12]。在此基礎(chǔ)上，李海鑒[13]用量子化學(xué)軟件Gaussian-09計(jì)算出煤基元的苯環(huán)數(shù)越大，其吸附熱就越大。

在煤分子模型中，不僅芳香結(jié)構(gòu)單元會(huì)影響到煤對(duì)甲烷的吸附與擴(kuò)散行為，煤分子模型中的其他化學(xué)基團(tuán)也具有吸附甲烷的能力。劉宇[14]利用蒙特卡洛和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法，從分子水平探究CH4與煤大分子的作用機(jī)理，研究得出不同化學(xué)基團(tuán)吸附甲烷的能力不同，當(dāng)單個(gè)甲烷分子自由吸附時(shí)，各基團(tuán)的吸附能力排序?yàn)椋悍枷悱h(huán)>甲基+亞甲基>甲基>羧基>羥基；當(dāng)構(gòu)成孔隙孔壁時(shí)，各基團(tuán)的能力排序?yàn)轸然?羥基>芳香環(huán)>甲基。此外，煤缺陷的存在也是造成其物理行為變化的重要因素，且在煤的吸附擴(kuò)散過程中，不斷變化形態(tài)的含氧官能團(tuán)也是影響吸附氣體能力的重要因素[15]。煤體結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)含氧官能團(tuán)和缺陷時(shí)，會(huì)使吸附位被占據(jù)或缺失，將導(dǎo)致煤的吸附能力下降[16-17]。在此基礎(chǔ)上，郭德勇等[18]基于蒙特卡洛法研究煤中各類缺陷對(duì)吸附甲烷分子的影響，通過對(duì)各結(jié)構(gòu)缺陷的甲烷吸附量的分析，認(rèn)為韌性變形煤中MV結(jié)構(gòu)缺陷是使其甲烷產(chǎn)率高的主要原因。為進(jìn)一步地研究分析煤分子結(jié)構(gòu)與甲烷吸附擴(kuò)散行為的關(guān)系，解析煤對(duì)甲烷吸附解吸行為影響因素的分子結(jié)構(gòu)，王寶俊[19]為進(jìn)一步研究煤的分子結(jié)構(gòu)與甲烷吸附和擴(kuò)散行為之間的關(guān)系，分析煤的分子結(jié)構(gòu)對(duì)甲烷吸附和擴(kuò)散行為的影響，總結(jié)了不同學(xué)者的觀點(diǎn)與結(jié)論，從煤的不同結(jié)構(gòu)對(duì)甲烷吸附和擴(kuò)散的影響進(jìn)行了模擬研究。結(jié)果表明，隨著芳香單元堆砌層數(shù)的增加，單位質(zhì)量的煤對(duì)甲烷的吸附量下降，且缺陷和含氧官能團(tuán)的存在不利于甲烷的吸附，單一缺陷和羰基的存在有利于甲烷的擴(kuò)散。煤初始構(gòu)型和不同結(jié)構(gòu)缺陷結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 煤初始構(gòu)型和不同結(jié)構(gòu)缺陷結(jié)構(gòu)Fig.1 Initial configuration and different structural defects of coal

除煤大分子自身結(jié)構(gòu)對(duì)甲烷吸附擴(kuò)散行為具有影響，外部環(huán)境條件等也是重要影響因素之一。煤對(duì)氣體的吸附性受孔隙率、灰分、水分和溫度等環(huán)境因素的影響[20]。苗雅楠[21]采用GCMC模擬方法通過研究不同含水率對(duì)煤巖吸附甲烷的影響，研究發(fā)現(xiàn)H2O分子會(huì)占據(jù)CH4分子的吸附位，導(dǎo)致CH4分子在煤巖上的絕對(duì)吸附量顯著降低。

隨著越來(lái)越多的專家學(xué)者開始對(duì)煤炭中的單組分氣體吸附行為展開研究，煤炭對(duì)單組分氣體的吸附研究也已相當(dāng)成熟。根據(jù)研究背景和方法的不同，不同學(xué)者提出了多種吸附平衡模型，其中最經(jīng)典的如Langmuir方程、BET方程、DR方程、Gibbs方程和毛細(xì)管填充理論等[22]。這些吸附平衡模型的提出和建立，為多組分氣體吸附的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 多組分氣體吸附

因煤分子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、多樣性和不均勻性，以及煤層氣的組成成分繁雜多樣，煤吸附多組分氣體的過程遠(yuǎn)比單組分氣體吸附過程要復(fù)雜得多。目前普遍的觀點(diǎn)是煤對(duì)各種氣體的吸附并非獨(dú)立進(jìn)行，而是相互競(jìng)爭(zhēng)吸附。針對(duì)我國(guó)煤巖儲(chǔ)層低孔低滲透的特點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)采用將CO2或N2等非烴類氣體注入煤巖儲(chǔ)層中的方法，不僅利用了煤對(duì)氣體的競(jìng)爭(zhēng)性吸附，提高了甲烷的抽采率，同時(shí)CO2、N2等難燃?xì)怏w也增強(qiáng)了甲烷抽采的安全性。為深入研究其機(jī)理，李鵬程[23]利用蒙特卡洛計(jì)算方法從分子水平研究了煤巖與CH4和N2的相互作用，模擬結(jié)果表明在混合氣體中，相比單組分氣體，多組分氣體中的吸附中存在氣體分子間的相互競(jìng)爭(zhēng)，這種競(jìng)爭(zhēng)使得強(qiáng)吸附性氣體的吸附能力減弱而弱吸附性氣體的吸附能力增強(qiáng)。在此基礎(chǔ)上，劉聰敏[24]通過GCMC模擬CH4/N2混合氣在不同孔寬下的吸附行為，分離因子與孔寬大小和吸附壓力相關(guān)，低壓下，孔寬大小起主導(dǎo)作用。煤分子結(jié)構(gòu)模型在CH4/CO2的一元和二元吸附中，無(wú)論煤階高低，CO2均具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，焦煤模型對(duì)CH4、CO2分子的飽和吸附構(gòu)型[25]如圖2所示。

圖2 焦煤模型對(duì)CH4、CO2分子的飽和吸附構(gòu)型Fig.2 Saturated adsorption configuration of CH4 and CO2 molecules by coking coal model

若在此吸附質(zhì)體系中增加CO2的摩爾分?jǐn)?shù)相比較增加甲烷的摩爾分?jǐn)?shù)而言，會(huì)使吸附體系的無(wú)序程度增加更大，這意味著增加CO2的摩爾分?jǐn)?shù)會(huì)使得吸附體系向著更加穩(wěn)定的方向演化[19]。

與煤對(duì)單組分氣體吸附類似，煤分子自身結(jié)構(gòu)對(duì)多組分氣體吸附也有影響。煤表面分子片段模型對(duì)CH4、N2和O2的吸附主要表現(xiàn)在苯環(huán)上吸附，其中含N側(cè)鏈位置也存在吸附作用。而煤表面分子片段模型與CO2的吸附作用和CH4、N2、O2的吸附明顯不同，主要表現(xiàn)在含N側(cè)鏈位置和含N側(cè)鏈在同一側(cè)的苯環(huán)位置[26]。

煤在不同環(huán)境條件下，自身也存在著不同的氧化特性，為研究煤的氧化特性對(duì)多組分氣體吸附的影響，胡羽[27]通過建立煙煤氧化前后的模型，采用蒙特卡洛方法和分子動(dòng)力學(xué)方法，研究得出在煙煤氧化后，小孔徑的比例減小，而大孔徑的比例增加，導(dǎo)致CO2和CH4的吸附量、CO2/CH4吸附選擇性上升，吸附熱下降(圖3)。

圖3 298 K和10 MPa時(shí)，煙煤氧化前后CH4和CO2競(jìng)爭(zhēng)吸附平衡快照Fig.3 At 298 K and 10 MPa，the competitive adsorption equilibrium snapshot of CH4 and CO2 before and after oxidation of bituminous coal

在更為復(fù)雜的三元吸附體系中，趙凱榮[28]通過Materials Studio分子模擬軟件，對(duì)CH4/CO2/H2O三元組分進(jìn)行了競(jìng)爭(zhēng)吸附模擬，結(jié)果表明，在三元混合體系中每一組分的吸附量都小于其在相同分壓下單獨(dú)吸附時(shí)的吸附量，且多組分氣體之間的競(jìng)爭(zhēng)吸附關(guān)系為H2O>CO2>CH4。在競(jìng)爭(zhēng)吸附中，壓力的變化對(duì)處弱吸附質(zhì)的吸附量影響較小，而對(duì)強(qiáng)吸附質(zhì)的吸附量影響較大，呈正相關(guān)關(guān)系[22]。周健[29]利用量子化學(xué)Gaussian03軟件程序包對(duì)煤分子吸附氣體的過程進(jìn)行了模擬，用密度泛函理論(DFT)在研究煤分子與CO、CO2、CH4氣體分子的吸附過程，得出了氣體間的吸附競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，結(jié)果與以往的研究結(jié)果相吻合。其計(jì)算吸附能的公式為：

Eads=EM+Egas-Egas/M

(1)

式中，Eads為氣體分子在煤表面吸附達(dá)到平衡時(shí)的吸附能；EM為煤表面發(fā)生吸附前的能量；Egas為氣體分子吸附前的能量；Egas/M為吸附后整個(gè)吸附體系的總能量。

3 煤中甲烷擴(kuò)散行為分子模擬研究

影響煤中甲烷擴(kuò)散的因素很多，如煤的大分子結(jié)構(gòu)、煤孔隙結(jié)構(gòu)、煤的表面粗糙度及吸附勢(shì)阱深度、甲烷的物理化學(xué)性質(zhì)、煤體溫度、氣體壓力和濃度等，用固—?dú)鈹U(kuò)散模式難以描述。王寶俊等[19]根據(jù)煤分子自身結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境因素對(duì)甲烷吸附擴(kuò)散的影響結(jié)果，建立了煤顆粒徑向不均質(zhì)的甲烷擴(kuò)散微觀模型，從而將甲烷擴(kuò)散的微觀影響因素與宏觀表現(xiàn)相結(jié)合。煤顆粒徑向不均質(zhì)的甲烷擴(kuò)散微觀模型如圖4所示。

圖4 煤顆粒徑向不均質(zhì)的甲烷擴(kuò)散微觀模型Fig.4 A microscopic model of radial heterogeneous methane diffusion in coal particles

當(dāng)前，分子模擬方法也被廣泛地應(yīng)用于研究煤微孔結(jié)構(gòu)中的氣體，通過計(jì)算出氣體的傳遞擴(kuò)散系數(shù)來(lái)研究其擴(kuò)散特性，并用熱動(dòng)力學(xué)因子將微觀的自擴(kuò)散系數(shù)與宏觀的傳遞擴(kuò)散系數(shù)聯(lián)系起來(lái)，從微觀上揭示了氣體在煤體的擴(kuò)散性質(zhì)[30]。與煤對(duì)甲烷的吸附研究類似，煤分子自身結(jié)構(gòu)模型對(duì)甲烷的擴(kuò)散行為亦有影響，王丹丹[31]采用分子動(dòng)力學(xué)的方法，研究了軟煤結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的硬煤結(jié)構(gòu)中的甲烷擴(kuò)散機(jī)理，計(jì)算出不同溫度下、不同孔徑條件下的甲烷擴(kuò)散系數(shù)，發(fā)現(xiàn)甲烷在軟煤結(jié)構(gòu)中更容易擴(kuò)散出來(lái)。荊雯[32]發(fā)現(xiàn)在構(gòu)造煤及相應(yīng)的原生結(jié)構(gòu)煤中，構(gòu)造煤形成過程中，芳香片層增大，空間位阻效應(yīng)減小，表明構(gòu)造煤更有利于甲烷的擴(kuò)散。此外，甲烷在煤中的擴(kuò)散過程對(duì)降壓升溫比較敏感，王林[33]選擇GCMC方法模擬了煤中甲烷擴(kuò)散過程中的CH4均方位移與時(shí)間的關(guān)系，得出了在30、50、70、90 ℃下對(duì)應(yīng)的甲烷自擴(kuò)散系數(shù)、校正擴(kuò)散系數(shù)和傳遞擴(kuò)散系數(shù)，并指出煤中甲烷的3種擴(kuò)散系數(shù)均隨著溫度的升高而增大。90 ℃時(shí)煤分子吸附甲烷分子能量變化曲線如圖5所示。

圖5 90 ℃時(shí)煤分子吸附甲烷分子能量變化曲線Fig.5 Change curve of energy of coal molecule adsorption methane at 90 ℃

二氧化碳的擴(kuò)散活化能小于甲烷，這說明二氧化碳的擴(kuò)散過程比甲烷更容易發(fā)生[30]?；诖嗽?，目前利用CO2驅(qū)采甲烷技術(shù)有著非常廣闊的應(yīng)用前景，許多學(xué)者開始針對(duì)從和CO2和CH4的擴(kuò)散吸附特性開展了相關(guān)分子模擬研究，高子善[34]通過選取合適的煤的大分子結(jié)構(gòu)Wisper模型及力場(chǎng)COMPASS，得出在煤-CH4-H2O體系中注N2與注CO2驅(qū)替后，在相同條件下注N2驅(qū)替過程中H2O的傳輸擴(kuò)散系數(shù)始終比注CO2驅(qū)替時(shí)大。此外，當(dāng)含水率較小時(shí)，注CO2驅(qū)替時(shí)CH4擴(kuò)散更快，當(dāng)含水率較大時(shí)，注N2驅(qū)替時(shí)CH4擴(kuò)散更快(圖6)。胡羽[27]利用蒙特卡洛和分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)CO2/CH4摩爾比的提高有利于CH4的驅(qū)替，且在較高的CO2/CH4摩爾比下，驅(qū)替效果明顯增強(qiáng)。高濃度的CH4對(duì)CO2的吸附有一定的抑制作用，因此在使用CO2驅(qū)替甲烷時(shí)，保持一定的CO2/CH4摩爾比，將有助于提高甲烷的實(shí)際開采效率。

圖6 氣體在煤-CH4-H2O體系中擴(kuò)散機(jī)理示意Fig.6 Schematic diagram of diffusion mechanism of gas in coal-CH4-H2O system

4 展望

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)外基于分子模擬的煤中甲烷吸附擴(kuò)散行為的研究取得了豐碩成果。但由于分子模擬方法應(yīng)用于煤對(duì)甲烷吸附擴(kuò)散領(lǐng)域的時(shí)間較短，在模擬方法、模擬內(nèi)容和模擬范圍上還不夠成熟，仍有以下問題需要進(jìn)一步探索解決。

(1)煤對(duì)甲烷吸附擴(kuò)散行為的研究側(cè)重于物理實(shí)驗(yàn)，利用分子模擬方法進(jìn)行相關(guān)數(shù)值模擬的研究較少，而將物理實(shí)驗(yàn)與數(shù)值實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法是當(dāng)前科學(xué)研究的發(fā)展趨勢(shì)。

(2)煤對(duì)甲烷吸附擴(kuò)散的研究有其一般規(guī)律性，也有其地域環(huán)境特殊性，目前的研究成果大多針對(duì)不同地域煤對(duì)甲烷的吸附擴(kuò)散特性，尚無(wú)系統(tǒng)的煤對(duì)甲烷的吸附擴(kuò)散特性的研究成果。

(3)目前通常采用的是分子模擬通用軟件進(jìn)行數(shù)值模擬，并沒有開發(fā)專用煤對(duì)氣體吸附擴(kuò)散研究領(lǐng)域的分子模擬軟件，其模擬結(jié)果雖能符合實(shí)際煤對(duì)甲烷的吸附擴(kuò)散特性，但對(duì)現(xiàn)場(chǎng)甲烷的抽采防治工作的指導(dǎo)有限。

(4)目前煤對(duì)甲烷吸附擴(kuò)散行為的研究成果主要側(cè)重于理論研究，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撟C明，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面往往受到較大的限制，如何將理論應(yīng)用于甲烷抽采防治工程實(shí)踐中是亟需解決的問題。