热作用对煤孔隙结构及气体吸附量的影响

发布时间：2021-04-13 05:52

　　为研究火成岩侵入地点煤层CO异常涌出原因,定量描述岩浆侵入的热作用和时间对煤层孔隙结构和气体吸附量的影响,采用绝氧加热方法对原煤样分别进行不同作用温度和时间的处理,并进行镜质组反射率实验、压汞实验、吸附实验。结果表明:在实验温度与时间条件下,热作用对煤样孔隙结构影响强于时间;热作用增加了煤样微孔数量、总孔容、大孔孔容,煤样孔隙从半封闭型变为全开放型,孔隙间连通性增强;煤样CH₄、CO吸附量与热作用温度成正比,热作用改变煤样孔隙结构从而提高了煤样对2种气体的吸附能力。 

【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(06)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

镜质组反射率变化图

孔径与孔容关系如图2。由图2可知，煤样中大孔孔容占60%左右，其次为小孔孔容。经过绝热氧化作用的煤样的中值孔容孔径高于原煤，中值比表面积孔径和中值孔数孔径都比原煤偏小，因此在实验条件下微孔孔数比原煤样多，微孔比表面积增加；温度升高，煤样大孔径孔容增加，由45%左右增长至70%，小孔径孔容占比略有下降，且中值孔容孔径和中值比表面积孔径和中值孔数孔径都呈上升趋势，因此实验中大孔径孔容的增加主要因为大孔孔数的增加；中值孔容孔径为大孔，说明大孔孔容占总孔容绝大比例，中值表面积孔径和中值孔数孔径<10 nm，说明微孔比表面积和孔隙数量占50%以上。最高实验温度（300℃）和实验时间（60 h）条件内小孔径增加数量多于大孔径增加数量，大孔径孔容增加量多于小孔径孔容增加量。在实验绝氧加热时间下，时间对煤样孔隙影响作用不大。压汞实验中可以根据进汞退汞曲线判断样品内孔隙结构，产生的汞滞后环可以判断煤样的孔隙结构和连通性。在测量时当外压力达到孔隙喉道的毛细管压力阈值时，汞才能被注入到孔隙中。半封闭型孔由于进退汞相等不会产生滞后环，而全开放的“细颈瓶”孔由于“瓶颈”与“瓶体”退汞压力不同，导致孔洞中汞被滞留，形成滞后环。实验中共出现2种类型进退汞曲线图。

0#、1#、2#为Ⅰ型曲线，无汞滞后环，煤样中孔为半封闭孔，仅在小孔阶段有部分全开放型孔。其余煤样均为Ⅱ型曲线，存在汞滞后环，均在0.1 MPa以上压力出现汞滞后环，孔径约为10 000 nm以下。在实验条件内，煤样孔隙结构在孔径100～10 000 nm之间改变较明显，孔隙由半封闭型孔变为全开放型孔，且无细颈瓶孔，孔隙连通性好。在实验高温阶段（300℃），0.1～80 MPa曲线斜率变大，中孔径孔容有增长趋势。压汞曲线如图3。3 不同气体吸附实验


本文编号：3134744