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基于山西沁水盆地柿庄北煤层气勘探开发资料以及新疆硫磺沟煤矿地质资料，采用U.S.A TerraTek IS-100等温吸附解吸仪开展了CO2、CH4单组分吸附解吸实验以及纯CO2置换CH4的实验研究，分析了高、低煤阶煤对CO2、CH4单组分气体吸附解吸规律以及CO2置换煤层CH4特性.结果表明：山西沁水高煤阶煤吸附能力强于新疆硫磺沟低煤阶煤，山西沁水煤样对CO2、CH4气体的吸附解吸曲线具有可逆性，新疆硫磺沟低煤阶煤样对CO2气体的解吸曲线具有明显的滞后显现；置换过程中，山西沁水高煤阶煤样中CO2、CH4吸附浓度及吸附量变化较大，置换效果明显，低压置换效果更好，新疆硫磺沟低煤阶煤样中CO2、CH4吸附浓度及吸附量变化不大，置换效果不明显，说明高煤阶煤更适合通过注CO2置换CH4来提高煤层气的采收率.