【摘 要】
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煤作为一种化石能源是由古代植物经过煤化作用形成的,煤的组分受成煤环境的影响且对煤中孔隙特征有很大的影响。本文在平顶山地区三个矿井中选取了四个煤层的18个样品进行了宏观特征分析、煤显微组分含量、镜质组最大反射率测试、煤灰成分分析、全硫分析、工业分析等多种实验对成煤环境进行了多角度分析。在此基础上结合低温液氮实验和高压压汞实验,分析了不同环境对煤中孔隙特征的影响,得出主要结论如下:(1)通过煤灰中的常
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煤作为一种化石能源是由古代植物经过煤化作用形成的,煤的组分受成煤环境的影响且对煤中孔隙特征有很大的影响。本文在平顶山地区三个矿井中选取了四个煤层的18个样品进行了宏观特征分析、煤显微组分含量、镜质组最大反射率测试、煤灰成分分析、全硫分析、工业分析等多种实验对成煤环境进行了多角度分析。在此基础上结合低温液氮实验和高压压汞实验,分析了不同环境对煤中孔隙特征的影响,得出主要结论如下:(1)通过煤灰中的常量元素分析可以发现,研究区煤层整体属于海陆过渡相环境,虽然环境背景相似但依据不同的显微组分可以划分为:(a)较浅覆水森林沼泽相、(b)湿地草本沼泽相、(c)弱覆水湿地草本沼泽相、(d)潮湿森林沼泽相、(e)低位沼泽相等五种类型。不同煤相在煤层中有规律的出现表明了在成煤时期中即使同一煤层中成煤环境也会有所变化。(2)在高压压汞实验所测试孔径范围(5.5nm~100μm)内的孔隙度、比表面积、平均孔径等参数在不同煤相间表现出了不同的趋势,孔隙度变化趋势为e>a>d>b>c;孔容的变化趋势为e>a>d>c>b;比表面积的变化趋势为e>a>c>d>b;平均孔径的趋势是b>a>e>d>c。由氮气吸附法所得到的纳米级孔径段(1nm~170nm)数据来看,BET比表面积在不同煤相间的变化趋势为e>b>d>a>e;DFT孔容的变化趋势为e>d>a>b>c。(3)通过研究成煤环境与煤中孔隙特征的关系发现研究区煤层中地下水的作用、沼泽湿润程度和还原程度对煤中的孔隙起到最主要的作用,成煤植物的特征对该地区煤孔隙特征影响不大。
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