微结构对软硬煤瓦斯吸附特性的影响

被引：51

作者：

柳先锋 ^{[1
]}

宋大钊 ^{[2
]}

何学秋 ^{[1
,2
]}

聂百胜 ^{[1
]}

机构：

[1] 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室资源与安全工程学院

[2] 北京科技大学土木与资源工程学院

来源：

中国矿业大学学报 | 2018年 / 01期

基金：

国家自然科学基金重点项目; 国家重点研发计划;

关键词：

孔隙结构; 化学结构; 软硬煤; 瓦斯吸附; 控制机理;

D O I：

暂无

中图分类号：

TD712 [矿井瓦斯];

学科分类号：

081903 [安全技术及工程];

摘要：

针对3组不同变质程度的软硬煤样,采用等温吸附实验分析了不同软硬煤的瓦斯吸附特性;通过低压液氮吸附实验,研究了不同软硬煤的孔隙结构特征,从煤的物理微结构(孔隙结构)角度分析了不同软硬煤的瓦斯吸附控制机理;同时对不同软硬煤样进行了红外傅里叶光谱(FTIR)实验,研究了不同软硬煤的表面化学微结构特征及其对瓦斯吸附行为的微观作用机理.研究结果表明:不同软硬煤样的瓦斯吸附能力差异明显,随煤阶的升高,VL从17.35cm3/g增加到37.89cm3/g,pL在0.88～1.75 MPa范围内变化;肥煤和焦煤软煤的瓦斯吸附量均明显高于同种变质程度的硬煤,而无烟煤则正好相反;软煤的总比表面积始终明显大于对应的硬煤,不同软硬煤样的孔径分布峰值均出现在3～10nm的微孔范围内,微孔所占孔比表面积比例均大于50%,是比表面积的主要贡献者;肥煤和焦煤软煤较同阶硬煤拥有更大的比表面积和更少的含氧官能团,具有超前演化的特征,展现出了更好的瓦斯吸附性能;而无烟煤软煤较硬煤的成熟度更低,含氧官能团含量更高,导致其瓦斯吸附量小于相应的硬煤.煤体瓦斯吸附行为不仅受孔隙结构的影响,还与化学结构紧密相关,在实际应用中应同时予以考虑.

引用

页码：155 / 161

页数：7

共 25 条

[1]

Constitutive model for methane desorption and diffusion based on pore structure differences between soft and hard coal[J] Liu Yanwei;Wang Dandan;Hao Fuchang;Liu Mingju;Mitri Hani S.; International Journal of Mining Science and Technology 2017, 06

[2]

甲烷在官能团化石墨中吸附行为的影响因素研究 [J].