Le développement du gaz de couche de charbon dans les couches de charbon de faible rang de la zone de Fukang au Xinjiang entre dans une phase critique. L'efficacité de la désorption du méthane adsorbé dans les micropores du charbon de faible rang est faible, et le mécanisme adsorption-désorption reste flou, ce qui entraîne une faible production initiale des nouveaux puits de gaz de couche de charbon, un temps de production stable court et de mauvais résultats de développement. Pour résoudre les problèmes de faible récupération du gaz de couche de charbon et de difficulté d'exploitation effective du méthane adsorbé, cette étude se concentre sur le charbon de faible rang de la zone de Fukang au Xinjiang, en utilisant l'analyse élémentaire, l'adsorption d'azote, la diffraction des rayons X, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, et la résonance magnétique nucléaire 13C pour caractériser la distribution des pores, la formule moléculaire (C₁₀₀H₁₀₈O₁₆N₃) et la structure moléculaire, et construire un modèle de porosité en fente. La méthode Monte Carlo du grand canonique (GCMC) a été utilisée pour simuler les régularités d'adsorption du méthane sous différentes ouvertures de pores, pressions et températures, ajustant l'équation d'adsorption de Langmuir non isotherme pour le charbon de faible rang de Fukang. Sous 10,0 MPa et 308 K, des simulations de dynamique moléculaire de désorption à température constante et dépressurisation ont été menées pour les configurations d'adsorption du charbon-méthane à différentes ouvertures de fentes. Les résultats montrent : ① La structure moléculaire principale du charbon de Fukang est une chaîne aliphatique de carbone reliant des cycles benzéniques et naphtaléniques, avec des groupes fonctionnels carboxyle, hydroxyle et pyrrole. ② Pour une ouverture de pore inférieure à 2 nm, un fort effet de confinement nanométrique approfondit le puits potentiel d'adsorption ; la densité du méthane présente une distribution à un seul pic, dominée par le remplissage des micropores ; au-delà de 2 nm, la distribution devient bimodale avec l'apparition d'une phase non adsorbée et le mécanisme d'adsorption devient principalement d'adsorption de surface. ③ Sous haute pression, l'augmentation de la température diminue l'énergie potentielle d'adsorption, fournissant une énergie motrice pour la désorption du méthane, ce phénomène étant plus marqué dans les pores en fente de plus de 2 nm. Le méthane adsorbé subsiste au centre de la fente, avec une adsorption combinée de remplissage microporeux et adsorption de surface. ④ Dans les fentes de 1 nm, la barrière d'énergie de désorption est élevée, le coefficient de diffusion est faible (7,5×10⁻¹⁰ m²/s), et un retard de désorption significatif est observé ; dans les fentes de 3 nm, la barrière est faible, le coefficient de diffusion plus élevé (64,7×10⁻¹⁰ m²/s), sans retard significatif. La conclusion est que la réduction de la barrière énergétique adsorption-désorption dans les micropores du charbon de faible rang est clé pour améliorer l'efficacité et la capacité de diffusion de la désorption du méthane. Grâce à une régulation synergique de la dépression, de l'élargissement des pores et de la montée en température, l'utilisation de la technique de fracturation combinant CO₂ pré-injecté et fluide de fracturation auto-chauffant, associée à la fracturation thermique par réseau de puits, constitue une direction technique importante pour améliorer le taux de récupération du gaz de couche de charbon dans le charbon de faible rang de Fukang au Xinjiang.

Fukang Xinjiang; charbon de faible rang; gaz de couche de charbon; adsorption-désorption; simulation moléculaire; remplissage des micropores