高阶煤型煤显微结构及其对冷态强度影响研究

来源 :煤炭科学研究总院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:starrydzf_01
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固定床气化技术的广泛应用和煤矿机械化开采普及造成块煤供需矛盾,型煤技术是解决高变质烟煤块煤供需矛盾经济可行的技术路线。强度是型煤制备首先需要解决的问题,但是目前对影响型煤强度的微观作用机理缺乏深入研究。本文在体视学原理的指导下,对高变质烟煤型煤显微结构对型煤冷态强度的影响及其作用机理进行了实验研究。选取代表性的高变质烟煤和黏结剂制备不同强度的型煤,利用光学显微分析技术和数字图像处理技术研究型煤空隙、裂隙和黏结剂分布特征,并探讨了空隙、裂隙、黏结剂分布的成因及其对型煤冷态强度的影响。研究表明:  1)型煤中的空隙分布不均匀,空隙率波动大,定向程度差;改变外加水分可以显著影响型煤的空隙率;膨润土黏结剂吸湿性差异导致空隙率不同。  2)型煤中的裂隙在垂直方向上产生最少,在斜向下方向上产生最多,水平方向上裂隙分布是随机的;黏结剂添加量较少时,黏结剂未覆盖的部位接触不牢产生裂隙;黏结剂添加量较多时,裂隙的产生与黏结剂种类密切相关;成型压力过大时,卸压后混合物料反弹产生裂隙,对型煤强度产生一定影响;不同成型方式对裂隙影响不大。  3)型煤中的黏结剂主要以团聚状和分散状存在,两者的比例相近;表面张力作用促使黏结剂形成团聚状,搅拌作用使黏结剂分散;团聚状黏结剂分布不均,面积差别较大,对强度产生不利影响;分散状黏结剂对提高型煤的冷态强度有利。  4)型煤中大部分黏结剂与显微组分界面契合,一部分黏结剂受力较小,压制方向上黏结剂形貌改变大。  5)型煤强度随型煤中裂隙面积增大而降低,两者近似服从线性关系;型煤强度主要受型煤中裂隙总面积的控制,空隙率及黏结剂分布对强度有一定影响。  本文可为新型黏结剂的研发、工业型煤的生产过程控制与优化及生产工艺选择提供理论指导。
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