注气可以提高低渗透煤层的抽采效率,但是目前对于注气过程中注入气体分子与含瓦斯煤间的相互作用机制尚不明确。为此,基于含瓦斯煤吸附构型,采用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)方法,研究了不同注入压力下,注入N₂/CO₂后含瓦斯煤结构中CH₄的解吸行为,进而明确了注入N₂/CO₂促进煤体中CH₄解吸的作用机理。研究结果表明:(1)较之于注入N₂,含瓦斯煤体在注入CO₂后,体系中游离CH₄分子更多,并且CH₄—CO₂体系总能量整体低于CH₄—N₂体系,前者更稳定;(2)在相同注入压力条件下,较之于CH₄—N₂体系,CH₄—CO₂体系中CH₄均方根位移更大,CH₄分子活跃程度更高,并且CH₄—CO₂体系中CH₄扩散系数更大,CO₂促进CH₄解吸的效果更好;(3)含瓦斯煤结构中注入CO₂/N₂后,随着注入压力的增加,真空层中CO₂、N₂、CH₄的相对浓度均升高,总体上CH₄—CO₂体系中CH₄相对浓度最高,CH₄—N₂体系中CH₄、CH₄—CO₂体系中CO₂相对浓度居中,CH₄—N₂体系中N₂相对浓度最低;(4)注入N₂促进CH₄解吸的合理注入压力介于2~4 MPa,注入CO₂促进CH₄解吸的合理注入压力介于3~4 MPa。结论认为,该研究成果可以为煤层注气增产技术研究提供理论支撑。