为了研究CO₂对中高变质程度煤中CH₄置换效应,选取了气肥煤、瘦煤、无烟煤三种中高变质程度的煤样在实验进行了相关实验研究。在研究了三种煤样对CO₂、CH₄单一组分气体的吸附规律的基础上,设定了0.75MPa和1.3MPa两个初始CH₄吸附平衡压力条件,分别进行了CO₂置换煤中CH₄实验研究,得到了不同初始CH₄吸附平衡压力下CO₂置换中CH₄效应及其随变质程度的变化规律。为不同瓦斯含量的煤层合理的注气压力的确定,实现高效安全注气置换强化抽采的工程应用奠定实验和科学基础。实验煤样分别选自平煤八矿的气肥煤、贵州六龙煤矿的瘦煤和山西晋城永红煤矿的无烟煤,其对CO₂的吸附常数a分别为26.70m³/t,40.65m³/t和54.29m³/t,对CH₄的吸附常数a分别为21.75m³/t,23.95m³/t和38.64m³/t。研究发现对于同一种变质程度煤样,随着注入CO₂量的增加,CH₄置换量、CH₄置换率均大致呈现直线增加。而注入CO₂置换效率随着注气平衡压力的增加略有下降。注气平衡后煤样罐中CO₂吸附量总是大于置换出来的CH₄量。即置吸比均是小于1。研究发现对于不同变质程度煤样,随着煤样变质程度的增加,CO₂对煤中CH₄置换量增加,即△Q_WY>△Q_SM>△Q_QF,但是其置换率却表现出相反的规律,即drWY4吸附平衡压力为0.75MPa和1.3MPa下的注气实验结果发现随着CH₄初始平衡压力的增大CH₄置换量、CH₄置换率均减小,说明煤层瓦斯压力越大,注气置换出煤中CH₄就越困难。但是CH₄吸附平衡压力为1.3MPa下注气实验注入的CO₂置换CH₄效率大于CH₄吸附平衡压力为0.75MPa的CO₂置换效率。分析得出注气机理包括稀释扩散、气吸附竞争等,造成各煤样注气实验结果差异性和规律性有煤样的孔隙结构以及吸附势存在差异等因素。