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不同变质程度煤孔隙结构与瓦斯吸附解吸的相关性研究

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不同变质程度煤孔隙结构与瓦斯吸附解吸的相关性研究

作者：华雄安徽理工大学

学位级别：硕士

煤的孔隙结构具有相当的复杂性,含有的微孔隙非常多,能够为气体的吸附提供很大的比表面积,而且还含有大孔隙和微裂隙,为气体在煤层中的流动提供通道。不同的煤其成煤原因、环境和过程是不一样的,导致孔的大小、形态也不相同,孔隙结构能... 详细信息

煤的孔隙结构具有相当的复杂性,含有的微孔隙非常多,能够为气体的吸附提供很大的比表面积,而且还含有大孔隙和微裂隙,为气体在煤层中的流动提供通道。不同的煤其成煤原因、环境和过程是不一样的,导致孔的大小、形态也不相同,孔隙结构能从微观上地反映煤的物理化学性质。所以,结合不同变质程度煤的孔隙结构对其解析吸附进行研究很有必要性。本文选取六组不同变质程度煤的样品,利用比表面积及孔径试验测定了煤的比表面积、孔容和孔径,根据试验数据,探究了不同变质程度煤与其比表面积、孔容和孔径的关系,得出:随煤的变质程度升高,煤的总孔容出现高-低-高的趋势变化,比表面积呈增大趋势,而煤的平均孔径则呈现迅速减小的变化。利用瓦斯解吸吸附试验,结合微观孔隙的结果,剖析了不同变质程度煤的微观孔隙结构对吸附解吸的影响,得出:煤的变质程度越高,煤的吸附常数a值呈现低-高-低的变化,吸附常数b值呈现减小的趋势;煤的吸附常数a值主要受煤的孔容影响,孔容越大,吸附能力越强,b值主要受微孔所占比例的影响,微孔所占比例越大,b值越小,其解吸能力就越小。

关键词：不同变质程度孔隙结构比表面面积孔容孔径吸附常数

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三种不同变质程度煤中微量元素的分布特征

安徽理工大学学报（自然科学版） 2004年第B5期24卷 20-25页

作者：王馨董国文姚多喜安徽理工大学资源与环境工程系安徽淮南232001

以我国云、贵、川地区煤为研究对象,通过试验测定这三种不同变质程度煤中微量元素含量,分析了三种煤微量元素的分布特征并进行对比,其结论对于研究煤中微量元素的地球化学特征、控制煤中微量元素对环境的影响等具有重要意义。

关键词：煤不同变质程度微量元素分布特征

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不同变质程度的软硬煤瓦斯解吸规律研究

煤 2019年第1期28卷 32-34页

作者：李波山西兰花科技创业股份有限公司玉溪煤矿山西晋城048200

采用自制的吸附/解吸实验装置对不同变质程度的软硬煤进行了瓦斯解吸实验,结果表明:软煤的吸附能力大于硬煤的吸附能力;同一吸附平衡压力下,软煤的解吸量大于硬煤的解吸量,且随着变质程度的增加,煤的瓦斯解吸量逐渐增大;解吸量与时间之... 详细信息

采用自制的吸附/解吸实验装置对不同变质程度的软硬煤进行了瓦斯解吸实验,结果表明:软煤的吸附能力大于硬煤的吸附能力;同一吸附平衡压力下,软煤的解吸量大于硬煤的解吸量,且随着变质程度的增加,煤的瓦斯解吸量逐渐增大;解吸量与时间之间的关系可采用孙重旭式进行表示。为准确测定煤层瓦斯含量,预测煤与瓦斯突出等奠定理论基础。

关键词：不同变质程度软硬煤瓦斯解吸

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不同变质程度煤孔隙结构特征研究

煤 2019年第3期28卷 64-65,67页

作者：范子伟山西煤炭进出口集团有限公司山西太原030000

为揭示不同变质程度煤的吸附解吸性能,采用低温液氮实验研究不同变质程度的煤孔隙结构特征。结果表明:无烟煤存在大量开放型孔隙,贫瘦煤、焦煤存在大量一端封闭的孔隙;无烟煤的比表面积最大、焦煤的比表面积最小,贫瘦煤的比表面积居中... 详细信息

为揭示不同变质程度煤的吸附解吸性能,采用低温液氮实验研究不同变质程度的煤孔隙结构特征。结果表明:无烟煤存在大量开放型孔隙,贫瘦煤、焦煤存在大量一端封闭的孔隙;无烟煤的比表面积最大、焦煤的比表面积最小,贫瘦煤的比表面积居中。无烟煤对瓦斯的吸附能力最强,其次是贫瘦煤,焦煤最弱;无烟煤的分形维数最大,贫瘦煤的分形维数居中,焦煤的分形维数最小。随着变质程度的增加,孔隙结构变得复杂,孔隙粗糙度增加。

关键词：不同变质程度孔隙结构比表面积分形维数

基于核磁共振实验不同变质程度煤的孔隙结构研究

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煤 2021年第11期30卷 88-91页

作者：宋慧杰山西高河能源有限公司山西长治047100

为研究高变质程度煤的孔隙结构,采用低场核磁共振试验系统,对5种不同变质程度的煤样进行低场核磁共振测试,得到常温常压下不同煤样的核磁孔隙参数,分析不同变质程度煤样孔隙结构的变化规律,结果表明:煤样总孔容与挥发分呈线性正相关关系... 详细信息

为研究高变质程度煤的孔隙结构,采用低场核磁共振试验系统,对5种不同变质程度的煤样进行低场核磁共振测试,得到常温常压下不同煤样的核磁孔隙参数,分析不同变质程度煤样孔隙结构的变化规律,结果表明:煤样总孔容与挥发分呈线性正相关关系;高变质程度煤样孔隙发育以微孔和小孔为主,且小孔孔占比越大,煤样核磁孔隙度越大、渗流能力越强,但孔隙度和渗透率随着微孔占比增加,表现出相反的变化趋势。

关键词：煤样低场核磁共振不同变质程度孔隙结构孔径分布

经验公式对不同变质程度煤的瓦斯解吸适用性研究

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煤 2019年第5期28卷 55-56,72页

作者：卫浩晋煤集团凤凰山矿山西晋城048007

为明晰经验公式对不同变质程度煤的瓦斯解吸规律的适用性,通过对不同变质程度、不同吸附平衡压力下的解吸数据进行分析。结果表明:对于同一变质程度的煤,煤的瓦斯解吸量随时间的增加累积增加,随着吸附平衡压力的增大,煤的瓦斯解吸量逐... 详细信息

为明晰经验公式对不同变质程度煤的瓦斯解吸规律的适用性,通过对不同变质程度、不同吸附平衡压力下的解吸数据进行分析。结果表明:对于同一变质程度的煤,煤的瓦斯解吸量随时间的增加累积增加,随着吸附平衡压力的增大,煤的瓦斯解吸量逐渐增大;在同一吸附平衡压力下,随着变质程度的增加,煤的瓦斯解吸量逐渐增加;孙重旭式可用于描述不同吸附平衡压力下、不同变质程度煤瓦斯解吸规律,为研究煤层瓦斯的运移奠定理论基础。

关键词：经验公式不同变质程度吸附平衡压力孙重旭式

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脱气温度对3种煤阶煤氮气吸附的影响

煤炭学报 2022年第10期47卷 3729-3737页

作者：颜志丰沈军平李丹张振国高莲凤宋清宇孙明晓辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 河北工程大学地球科学与工程学院河北邯郸056038

低温氮吸附实验是研究煤储层孔隙的重要方法,通过实验得到的数据能表征出煤孔隙结构。低温氮吸附实验结果受到样品粒径、脱气温度和脱气时间等因素的影响,其中脱气温度和脱气时间受到样品本身性质影响较大且不易控制。为研究低温氮吸附... 详细信息

低温氮吸附实验是研究煤储层孔隙的重要方法,通过实验得到的数据能表征出煤孔隙结构。低温氮吸附实验结果受到样品粒径、脱气温度和脱气时间等因素的影响,其中脱气温度和脱气时间受到样品本身性质影响较大且不易控制。为研究低温氮吸附实验中脱气温度对结果的影响,选取北宿矿的中变质烟煤、马兰矿的高变质烟煤和新景矿的无烟煤3种不同变质程度的煤样进行低温氮吸附实验。实验过程中采用相同的脱气处理时间,时间长度均为2 h,脱气处理温度分别为105,120,135,150℃。据此研究煤样在不同脱气温度下孔隙结构的变化,并对实验结果的差异性进行分析。通过分析3种煤阶的煤样在相同脱气时间和不同脱气温度条件下的质量变化率、吸附等温线、吸附量、孔容、孔比表面积和平均孔径等参数,发现不同煤阶的煤样当脱气温度发生变化时,实验结果相应发生变化。通过实验发现在改变脱气温度时,影响煤孔隙结构实验结果的主要因素是煤中的水分和挥发分。随着脱气温度的升高,实验结果受水分的影响逐渐变弱,受挥发分的影响逐渐增强。在相同脱气时间和脱气温度的条件下,煤的变质程度越高,实验结果受水分的影响就越小。在脱气时间为2 h的情况下,煤样的脱气温度建议为135℃。低变质程度的煤由于挥发分很高,对温度更加敏感,是不是遵循相同的规律还需要进行探讨。

关键词：不同变质程度不同温度低温氮吸附倒“S”分布孔隙结构

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不同预处理条件对煤孔隙结构表征的影响研究

不同预处理条件对煤孔隙结构表征的影响研究

作者：沈军平河北工程大学

学位级别：硕士

煤层气作为一种非常规油气资源备受关注,孔隙结构是影响煤储层吸附性能的关键因素。在研究煤孔隙结构时,经常使用低温氮吸附法。对于同一样品,采用不同预处理条件,可能会表现出不同的孔隙结构特征。因而,在实验预处理时,需要选择合适的... 详细信息

煤层气作为一种非常规油气资源备受关注,孔隙结构是影响煤储层吸附性能的关键因素。在研究煤孔隙结构时,经常使用低温氮吸附法。对于同一样品,采用不同预处理条件,可能会表现出不同的孔隙结构特征。因而,在实验预处理时,需要选择合适的脱气时间和脱气温度。过高的实验温度虽然可以节省脱气时间,提高实验效率,但可能会破坏煤的孔隙结构,从而得到与客观事实不符的实验结论。而过低的实验温度虽然可以保护煤孔隙结构不会发生变化,但是为了消除煤样中水分的影响,需要设置较长的脱气时间,严重影响实验效率;同时,还可能因为温度低、水分析出不充分而影响实验测试的结果。因此,适宜的脱气温度和脱气时间不仅有利于客观地表征孔隙结构,还有利于节约实验时间,提升实验效率。为了研究适宜的脱气温度,对北宿矿的中变质烟煤、马兰矿的高变质烟煤和新景矿的无烟煤进行了低温氮吸附实验研究。设置脱气时间为2 h,脱气温度分别为105°C、120°C、135°C,150°C。为了研究适宜的脱气时间,对北宿矿的气煤进行了低温氮吸附实验研究。设置低温氮吸附实验的脱气温度为120°C,脱气时间分别为1 h、1.5 h、2 h、2.5 h,3 h。结果表明在脱气时间为2 h时,北宿矿煤样质量变化率数据呈倒“S”型分布,马兰矿煤样和新景矿煤样质量变化率数据呈倒“√”型分布。煤中的含水量和挥发分对质量的损失有较为明显的控制作用,由于水分和挥发分的不同,造成这种分布型式的差异性。不同变质程度的煤样吸附量均在脱气温度为135°C最低。在脱气时间为2 h时,3种不同变质程度的煤样最佳脱气温度为135°C。在脱气温度为120°C时,改变脱气时间条件下,北宿矿煤样质量变化率和氮气吸附量数据呈倒“S”型分布,随着脱气时间的增加,水分对北宿矿煤样孔隙结构表征起到决定性作用,综合分析建议北宿矿煤样最佳的脱气时间为2 h。

关键词：脱气温度脱气时间孔隙结构水分挥发分不同变质程度

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常温常压下煤对CO吸附及解吸特性研究

常温常压下煤对CO吸附及解吸特性研究

作者：岳克明中国矿业大学

学位级别：硕士

矿井在正常开采过程中，回采工作面上隅角或采空区内常会出现CO浓度偏高现象，这些CO大部分来自于煤体氧化产生，但也有些煤矿CO可能来自于煤系地层赋存的煤体内，这部分CO在开采过程中可能解吸出来进入采场空间内。无论是来自于煤体自... 详细信息

矿井在正常开采过程中，回采工作面上隅角或采空区内常会出现CO浓度偏高现象，这些CO大部分来自于煤体氧化产生，但也有些煤矿CO可能来自于煤系地层赋存的煤体内，这部分CO在开采过程中可能解吸出来进入采场空间内。无论是来自于煤体自然氧化产生的CO还是煤体解吸的CO都会给矿井安全生产带来一定的影响，关于煤系地层中赋存的CO的报导及研究已经有很多但常温常压下煤吸附及解吸CO特性研究较少，该问题的研究对了解煤系地层赋存CO及指导矿井安全生产有着重要意义。本文通过研究煤对单一CO气体及CO多元混合气体吸附及解吸实验，得出了不同粒径及不同变质程度的煤对CO吸附及解吸特性的影响规律。根据实验结果，得出煤对CO吸附及解吸的一般规律：随着煤样粒径的增加，煤吸附CO的量出现先减小后增加的趋势，不同粒径煤样解吸单一CO的实验结果显示解吸CO量q和粒径r具有关系为q mmr1e2;常温常压下同一煤样对各个气体的吸附量具有CO2＞CO＞CH4＞N2的关系;随着煤样变质程度的加深，煤样对单一CO的吸附量呈现先增加后减少的趋势并在中变质程度时达到最大吸附值，随着煤的变质程度的加深煤样对单一CO的初始吸附速率有着先增大后减小的趋势;挥发分Vad在10%0%范围内各煤样对单一CO的吸附量和解吸量随着挥发分Vad的增加有着先增加后减小的趋势;各煤样吸附及解吸单一CO量与煤的过渡孔及微孔体积之和呈正相关关系。煤的外在改变因素对煤吸附及解吸CO有着重要的影响：在常温变化范围内，煤对CO的吸附量与温度呈负相关关系而煤对CO的解吸量与温度呈正相关关系;在常压变化许可范围内，煤吸附CO的量与压力有着正相关关系而煤对CO的解吸量与压力呈负相关关系;煤样含水率与煤吸附及解吸CO量呈负相关关系。通过实验分析知，CO2及N2具有“驱赶”CO的作用。回采工作面的煤暴露于含有大量N2的空气中，煤对N2的吸附会使得刚暴露于空气中煤体内赋存的CO进一步解吸，解吸的CO随着回风流积聚到回采工作面上隅角，使得回采工作面上隅角CO浓度进一步升高;若采空区发生自燃，CO2浓度偏高，煤对CO2的吸附会促使煤对CO进一步解吸，使得采空区内自然发火初期CO浓度急剧增加。

关键词：常温常压不同粒径不同变质程度吸附解吸含水率