在深层多层煤炭系统中,综合孔隙结构分析和甲吸附和脱附调查

科学领域:

• 地质地质地质地质地质地
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 采矿工程 采矿工程 采矿工程

背景情况:

• 煤孔结构对于气体吸附和迁移至关重要,对防止气体灾害产生影响.
• 了解煤孔特性对于安全高效的煤矿开采工作至关重要.

研究的目的:

• 从异常气体排放层中量化描述软煤和硬煤样本的孔状结构.
• 为了评估孔隙结构对气体吸附能力和速率的影响.
• 为了研究孔隙特征与异常煤层中"高孔隙性和低透性"现象之间的关系.

主要方法:

• 低温吸附 (LTNA) 用于孔径分布和表面积分析.
• 低场核磁共振 (NMR) 用于孔隙性和孔隙连接性评估.
• 气体吸附和脱附实验,以确定气体容量和释放率.

主要成果:

• 软煤呈现圆柱形,墨水瓶形和裂孔;硬煤呈现圆柱形,形和部分开放的裂孔.
• 煤炭碎片化增加导致较高的孔积,表面积和碎形尺寸,表明结构不规则性更大.
• 异常的煤层显示高的NMR多孔性,但低的有效多孔性和透性,归因于广泛的微孔发展和差的连接性.
• 微孔体积和特定表面积与增强的气体吸附能力和初始脱吸率有很强的相关性 (R2 = 0.950.98).

结论:

• 煤炭的透性主要通过有效的孔隙性和孔隙连接性来控制.
• 微孔特性 (体积和表面积) 是气体吸附能力和脱吸动力学的关键决定因素.
• 虽然微孔碎形尺寸表明表面异质性,但与气体吸附或脱附速度没有显著的相关性.