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《中国地质大学(北京)》 2012年
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安康地区高煤阶腐泥煤吸附特征研究

吴敏杰  
【摘要】:论文通过开展系列实验,分析安康地区多个煤矿腐泥煤样,得到研究区域的腐泥煤煤岩煤质特征、孔裂隙特征、等温吸附甲烷特征,为腐泥煤以及海相腐泥型有机质孔隙结构及吸附特征评价提供了基础依据。 研究区煤层生成于早古生代时期,经历了长时间地质历史时期和复杂构造运动,加上多期次的热液侵入活动,为构造煤。通过显微组分实验分析,区内煤属于高变质腐泥无烟煤,有机组分不具生物结构,多呈灰色-灰白色腐泥基质状态分布;矿物含量10%-30%;均出现构造引起的不均匀波状消光现象和微粒镶嵌结构。区内煤虽产出于特色背景下,但是其工业分析实验结果与其他变质程度较高的无烟煤基本一致。 扫描电镜下煤样多见张性裂隙,压性裂隙次之,少见剪性裂隙;煤样发育孔隙由大到小为溶蚀孔、晶间孔、气孔、碎粒孔、定向摩擦孔、屑间孔等,极少见到组织孔;有机质质以腐泥基质为主,呈条带状排列,颜色深浅不一;煤样矿物质含量高,矿物自形程度高。 压汞资料表明,研究区煤样孔隙度中等,平均3.85%;以微孔和大孔为主,微孔所占比例平均为30.94%;大孔次之,平均为24.86%。低温氮等温吸附法测试显示,比表面积在0.453m~2/g-38.520m~2/g之间,平均为11.924m~2/g;孔容在0.002ml/g-0.0547ml/g之间,平均为0.0155ml/g二者均随着变质作用的增强均在整体降低。按照孔容、比表面以及吸附解吸曲线类型可知区内煤样孔隙主要集中在1.3nm和3.5nm附近,孔隙形态各异,总体来说一端封闭的孔发育的多,瓶颈和瓶腔差距各异的瓶形孔次之,平行板状孔较少,狭缝毛细孔隙含量更少。对煤样进行孔径和比表面分形研究,总结了影响孔隙发育的因素。 甲烷吸附实验测试区内煤样的兰氏体积相对较小,为3.58m~3/t-6.58m~3/t,平均4.86m~3/t,与煤样成熟度呈正相关,而与平衡水分呈负相关。结合测试数据,总结分析了煤样甲烷吸附影响因素,认为煤的变质程度、孔隙发育特征、水分、有机质组分、矿物以及测试时的温度和压力条件均可对煤甲烷吸附量造成一定影响。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P618.11

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【参考文献】
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