煤炭学报

作者：薛生, 张迅, 柳炳俊, 陈瑞锋, 蒋祥卿, 周天尧, 成棵杨,

关键词：烟煤, 静磁场, 微生物群落结构, 孔隙特征, 官能团, 促解甲烷,

为探究静磁场协同微生物作用下烟煤煤体孔隙结构演化特征及甲烷促解机制，研究在常规厌氧培养体系基础上增设高低强度磁场处理组(0、20、40 mT)，系统开展实验室甲烷析出速率试验、16S rRNA高通量测序、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜试验(SEM)和低温液氮吸附−脱附试验(BET)。结果表明：20 d培养周期中，低磁场厌氧培养组(20 mT)的析出甲烷速率最高，为4.61 μmol/(g·h)，较普通培养组提高了2.73倍；属水平群落分析显示，低磁场处理显著富集Clostridium_sensu_stricto_1菌种，丰度较对照组提升15%，乙酸营养性产甲烷古菌Methanosarecina占比达76%；功能基因注释指出，低磁场组脂肪酸代谢、甲烷代谢和苯甲酸代谢通路表达显著增强；红外光谱数据显示，静磁场的加入增加煤中脂肪类官能团—CH、—CH2、—CH3的占比，提高微生物作用位点数量，从而提高煤中原位微生物分解每种有机质速率；煤液氮吸附数据表明，低磁场组的氮气吸附量为原煤的2.25倍、普通培养组的1.48倍，微孔孔容占比达到76.68%，分形维数亦明显增大，孔隙结构趋于复杂；辅助SEM电镜观察煤样表面显示，在低磁场组表面可见更明显的煤体褶皱，且在同倍数下可见细菌附着，相比于其他组煤样，煤样裂隙发育更明显。研究结果揭示了煤样在不同静磁场强度影响下微生物菌群演变和孔隙结构的变化规律，以期为煤层瓦斯高效开采提供理论依据。

来源：2026年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

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