煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响研究

TD712.5; 为了探究煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响规律,选取沙曲一矿 6 组煤岩样,通过工业分析、X射线衍射、扫描电镜与能谱分析、低温氮吸附、计算机断层扫描,以及煤岩甲烷吸附实验,分别研究煤岩样微观组分、孔隙结构特征对甲烷吸附的影响.研究结果表明:煤样和岩样无机组分质量分数分别为15.82%~20.93%、90.80%~94.68%,均以石英和黏土矿物为主;岩样BET比表面积为3.32~8.70 m2/g、吸附孔体积为0.009 5~0.019 1 cm3/g,均大于煤样的BET比表面积和吸附孔体积;岩样孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度略大于煤样的孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度,与...

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Published in矿业安全与环保 Vol. 51; no. 1; pp. 51 - 69
Main Authors 周晋辉, 郭晓阳, 赵博, 金智新, 邓存宝, 刘继勇, 王蒙
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华阳新材料科技集团有限公司 博士后工作站,山西 阳泉 045000%太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024%华阳新材料科技集团有限公司 博士后工作站,山西 阳泉 045000 01.02.2024
中联煤层气有限责任公司,北京 100011%太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024
太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024
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ISSN1008-4495
DOI10.19835/j.issn.1008-4495.20220668

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Summary:TD712.5; 为了探究煤岩体系微观组分及孔隙结构对甲烷吸附的影响规律,选取沙曲一矿 6 组煤岩样,通过工业分析、X射线衍射、扫描电镜与能谱分析、低温氮吸附、计算机断层扫描,以及煤岩甲烷吸附实验,分别研究煤岩样微观组分、孔隙结构特征对甲烷吸附的影响.研究结果表明:煤样和岩样无机组分质量分数分别为15.82%~20.93%、90.80%~94.68%,均以石英和黏土矿物为主;岩样BET比表面积为3.32~8.70 m2/g、吸附孔体积为0.009 5~0.019 1 cm3/g,均大于煤样的BET比表面积和吸附孔体积;岩样孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度略大于煤样的孔隙表面粗糙度、孔结构复杂度,与黏土矿物含量高有关.煤岩样甲烷等温吸附曲线均符合朗格缪尔模型,可用极限吸附量VL 和朗格缪尔压力pL 描述吸附规律;相同吸附温度下,岩样存在一定的吸附性,煤样吸附性远大于岩样.分析得出,煤岩样的有机组分含量、黏土矿物含量、表面分形维数、比表面积和吸附孔体积对甲烷吸附过程VL、pL 影响显著.基于多元线性回归分析了5 种因素对甲烷吸附规律的影响关系:有机组分含量高、比表面积大的样品CH4 分子极限吸附量VL越大,而黏土矿物含量高不利于吸附甲烷;吸附孔体积越小、黏土矿物含量越高、比表面积越大,朗格缪尔压力pL越大.
ISSN:1008-4495
DOI:10.19835/j.issn.1008-4495.20220668