煤炭学报

作者：李阳, 张玉贵, 张浪, 侯金玲,

关键词：构造煤, 孔隙结构, 优势孔径, CO2吸附法, 低温N2吸附法, 压汞法,

我国煤层受多期次构造运动影响构造煤普遍发育，构造煤孔隙大小分布尺度较广(毫米～纳米级)，孔隙结构较为复杂。不同尺度的孔隙结构控制着煤层气的吸附-解吸(孔隙表面)、扩散(纳米级孔隙)与渗流(微米~毫米级孔隙)等过程，是影响煤层气储存与运移的重要因素。为研究构造煤不同尺度孔隙结构的分布特征与演化规律，在潞安矿区采集4种破坏类型煤样，利用压汞法、低温N2吸附法及CO2吸附法分别测试了煤样的孔隙分布特征，对比分析了各测试方法的优势孔径段，提出利用CO2吸附法表征构造煤微孔(50 nm)的孔隙结构多尺度联合表征方法。实验结果表明所采煤样的孔容和孔比表面积均主要分布在微孔阶段，在0.6 nm左右时的孔隙孔容量和孔比表面积达到最大，其中微孔容占总孔容的70%以上，微孔孔比表面积占总孔比表面积的99%以上，煤中孔容和孔比表面积分布存在微孔>大孔>介孔的规律。分析构造煤孔隙特征与煤体破坏类型的关系，随煤破坏程度增加，孔容和孔比表面积逐渐增高，大孔孔容比及介孔孔容比逐渐增大，微孔孔容比逐渐减小;孔容增幅主要体现在大孔阶段，比表面积增幅则主要体现在微孔阶段。其中大孔演化主要受控于角砾孔、碎粒孔及摩擦孔等外生孔，介孔演化受控于煤的大分子堆叠结构及分子间距，微孔演化主要受控于煤中芳香层片大小及排列方式。

来源：2019年第4期

《煤炭学报》期刊编辑部

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