本文以物理化学、界面化学、煤岩学和煤化学等专业知识为基础,以等温吸附实验为手段,对阳泉3#无烟煤和15#无烟煤吸附CH4、CO2及CH4-CO2二元混合气体的现象进行了较系统地研究。首先,通过对大量实验数据的分析,得出了阳泉不同类型的无烟煤对CH4、CO2的吸附特征,并对其吸附特征的不同及其变化规律进行了分析,优选出了更适合用于描述煤样吸附CH4、CO2的模型;其次,通过对煤样表面自由能的计算,比较了阳泉3#无烟煤和15#无烟煤单位面积吸附量的大小;最后,通过煤样对多组分气体吸附实验的研究,比较了“竞争吸附”和“置换吸附”的实验结果;得出了阳泉无烟煤对不同浓度的CH4-CO2二元混合气体的吸附特征,并对扩展Langmuir预测模型的适用性进行了评价。研究表明:在相同压力下,同一煤样对CO2的吸附量大于对CH4的吸附量,不同煤样,阳泉15#无烟煤的吸附量大于3#无烟煤的;通过常用模型模拟,BET方程拟合煤样吸附CH4的数据精度最高,Langmuir方程拟合煤样吸附CO2的数据精度最高;在实验温度下,阳泉3#无烟煤的表面自由能大于15#无烟煤的;经实测,“竞争吸附”和“置换吸附”的实验结果基本相同;混合气体的吸附总量随自由气相中CO2含量的升高而变大;注入的原始气体中CO2相对浓度越高,置换的CH4量越多;在3MPa压力以下,利用扩展Langmuir方程预测阳泉无烟煤对不同浓度CH4-CO2二元混合气体的吸附量,精度均较高,一般误差在4%~10%之间。通过本论文的研究,进一步丰富了阳泉无烟煤对CH4、CO2的吸附理论,为注CO2促排瓦斯工艺提供了一定的理论依据。