通过体积膨胀分级减压下含水煤层气体解吸与压差反转的抑制机制

为什么含水煤中被困气体很重要

在地下深处，煤层里常常不仅包含固体碳，还富含天然气和水。这些气体既可为发电厂提供燃料，也可能在突然涌入矿井巷道时引发致命的爆炸。因此，准确测量煤体内部的真实气体压力对能源开发和矿山安全都至关重要。然而，当煤体潮湿时，水改变了气体的储存与释放方式，使传统的测量方法变得不可靠。本研究从孔隙尺度到完整实验装置，探讨了煤中水分如何减缓气体逸出，以及如何将这一效应转化为更精确压力估算的工具。

块煤内部的隐秘迷宫

煤的内部远非致密。通过显微镜和一系列孔隙描绘工具，作者表明本研究中的煤体构造像一个三层迷宫。大的裂缝和断裂构成主干道，中等大小的空腔储存了大部分气体，而极其狭窄的颈部——称为

引用: Cheng, X., Wang, Z., Song, J. et al. Inhibition mechanisms of gas desorption and pressure inversion in water-bearing coal under stepwise decompression via volume expansion. Sci Rep 16, 9636 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-34121-0

关键词: 煤层气, 矿山安全, 气体解吸, 孔隙结构, 水分影响