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摘要
利用采空区煤岩的吸附特性封存CO2，不仅可以降低碳捕集与分离成本，还能实现防治采空区遗煤自燃的目的。采用常温常压吸附试验、ASAP比表面积和孔径分析试验，探究了孔隙结构、矿物质含量和含水率对煤吸附CO2特性的影响，拟合了影响煤吸附CO2因素的定量关系方程，并通过随机森林算法计算了各影响因素的重要性权重。结果表明：大南湖(DNH)矿、鹤岗(HG)矿、同忻(TX)矿区3种煤的孔径分布规律基本一致，孔径范围在0.5～0.7 nm和0.8～0.9 nm内的孔数量较多，在0.7～0.8 nm的孔数量较少；微孔数量是导致3种煤对CO2吸附能力差异的根本原因。常温常压条件下，煤对CO2的饱和吸附量随比表面积的增加而增大，随矿物质含量和含水率的增加而减小，且煤的微孔数量越多，矿物质含量和含水率对吸附量的影响越显著。煤在达到临界含水率后，由于水分子阻碍了CO2分子的流通通道，导致CO2分子无法进入煤内部的孔隙中，CO2饱和吸附量逐渐趋于稳定。比表面积对吸附量的影响程度最大，含水率与孔体积次之，矿物质含量最弱，且比表面积与含水率的重要性权重之和可达75.1%，远高于其他两个因素。依据拟合方程，可通过测定煤的比表面积、矿物质含量和含水率，推测煤对CO2的饱和吸附量，为采空区遗煤吸附封存CO2提供理论依据。
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