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Updated: Jun 19, 2025

Surface Properties of Synthesized Nanoporous Carbon and Silica Matrices
Published on: March 27, 2019
基于低温吸附和低场核磁共振实验的煤炭全尺寸孔隙特征和异质性的研究
Fangchao Lu1,2,3, Chiyuan Liu1, Xuebo Zhang4,5,6
1College of Municipal and Environmental Engineering, Henan University of Urban Construction, Pingdingshan, 467036, Henan, China.
煤孔的特性显著影响了煤床甲 (CBM) 产量. 这项研究揭示了孔隙发育和异质性如何随煤层级而变化,影响CBM流动. 了解这些孔隙结构是优化CBM提取的关键.
科学领域:
- 地球科学 地球科学 地球科学
- 地质地质地质地质地质地质
- 石油地质学 石油地质学
背景情况:
- 煤孔特性和异质性对于理解煤床甲 (CBM) 生产机制至关重要.
- 煤的等级,由最大维特里尼特反射率 (RO,max) 确定,显著影响煤的内部结构.
- 之前的研究强调了孔隙结构对煤炭储气体吸附和流动的重要性.
研究的目的:
- 为了研究煤炭样本中的孔隙发育特征和异质性,在一系列变态度 (0.58% ≤ RO,max ≤ 3.44%) 的范围内.
- 阐明煤炭等级,孔隙结构和孔隙连接性之间的关系.
- 提供关于孔隙特性如何影响CBM存储和运输的见解.
主要方法:
- 采集的煤炭样本具有不同程度的变形.
- 利用低温吸附 (LTNA) 来分析孔隙结构.
- 使用低场核磁共振 (NMR) 来评估孔隙连接性和异质性.
主要成果:
- 低级煤具有各种直径的毛孔发育良好,并具有良好的连接性.
- 中级煤具有高的微孔含量 (73.56%),但较大的孔隙之间的连接性较差.
- 高级煤中微孔占主导地位 (92.74%),通常是封闭或半封闭的,导致连接性差.
- 随着变形的增加,吸附孔 (AP) 表面粗度和结构复杂性最初减少,然后增加,而透孔 (SP) 异质性持续改善.
- AP的表面粗度和结构复杂性与特定的表面积和孔隙体积呈正相关性.
- 增加的SP含量提高了孔隙结构的均性;增加的SP连接性降低了结构复杂性.
结论:
- 煤层对孔腔发育,孔腔大小分布和连接性产生深远影响,直接影响CBM水库潜力.
- 这项研究量化了孔隙表面粗度 (DL1,DL2) 和透孔隙异质性 (DN) 随着煤炭变形的增加而发生的变化.
- 研究结果表明,优化CBM提取需要详细了解孔隙结构演变和煤炭等级之间的相互作用.
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