煤质特征对煤岩表面润湿性的影响研究

在煤层气的产出过程中,煤岩的润湿性控制着孔隙中气、水的分布,决定着岩石孔道中毛管力的大小和方向,影响煤层微粒的运移。通过测试煤岩的煤质特征和煤岩表面的润湿性,分析了煤岩的灰分、挥发分、水分、固定碳含量对煤岩表面润湿性的影响规律。研究认为:随着煤的灰分、固定碳含量的增加,接触角减小,煤岩中水分含量越大,煤岩表面越容易被润湿,而挥发分对煤岩的润湿性影响较小。     

基于灰色关联的沁南柿庄地区含气量主控因素分析

沁南柿庄地区煤储层含气性影响因素众多,为了揭示影响研究区煤储层含气量的主控因素,从煤层埋深、煤变质程度、煤岩煤质、孔隙度等4个方面进行相关性分析,并利用灰色关联法对埋深、Ro,max、镜质组和惰质组含量、固定碳含量、挥发分、水分+灰分和孔隙度等因素与含气量的关联度进行计算。结果表明:柿庄地区3#煤储层含气量影响因素关联度分布于0.653～0.733,平均0.696,其中,镜质组含量、固定碳含量与埋深为含气量主控因素,且与含气量呈正相关关系,Ro,max、挥发分、孔隙度、水分+灰分与惰质组含量为次要因素,其中惰质组含量、挥发分和水分+灰分与含气量呈负相关关系。     

煤的工业分析参数对多煤阶煤岩吸附性能的影响研究

为探究煤的工业分析参数对多煤阶煤岩吸附性能影响,选取252组不同煤阶煤岩样品,开展工业分析和等温吸附实验。结果表明:高煤阶煤岩兰氏常数对工业分析参数敏感程度大于中煤阶,低煤阶敏感性最低。高煤阶煤岩兰氏常数随着挥发分产率增加而减小,随着水分增加而增加,兰氏体积随着固定碳增加而增加;中煤阶煤岩兰氏体积随着水分增加而减小,随着固定碳增加而增加,兰氏压力随着水分和挥发分产率增加而增加。该研究结果可以为多区域预测煤层气含量、评价煤储层等提供重要数据支持。     

阳泉寺家庄井田含煤地层煤层测井密度模型和有效孔隙度计算

在总结阳泉矿区寺家庄井田含煤地层发育特征的基础上,优选出六层可以作为煤层气开发层位的煤层进行煤岩组分分析,并提取各取样煤层所对应的测井参数,建立了自然伽马与灰分、固定碳与灰分、挥发分与视电阻率之间的线性关系。依据煤层体积可以分成固定碳、挥发分、灰分和测井液(孔隙中充满测井液)四部分,作为对测井响应的贡献之和,建立了测井密度模型用于计算煤层有效孔隙度,结果显示孔隙度测井计算结果与实测结果相差不超过10%。研究成果可用于指导煤岩工业组分分析和储层物性分析。     

煤表面润湿性的影响因素

为了深入研究煤表面润湿性的影响机理,选用16种不同变质程度的煤样,利用JC2000C1接触角测量仪表征润湿性大小。通过煤尘的镜质组反射率测定、工业分析、元素分析、红外光谱实验、激光粒度仪测定,研究了煤的变质程度(煤阶),化学组成,含氧官能团,粒度分形维数,比表面积等性质,并用最小二乘法与接触角建立线性拟合。研究表明:煤表面润湿性主要取决于氧含量、水分、灰分和含量官能团;亲水性含氧官能团主要为910~940 cm-1羟基变形振动和3 400~3 450 cm-1芳香羟基伸缩,在所测煤样中羰基和羧基表现不明显;同时随着煤阶,碳含量,固定碳的增大,其接触角逐渐增大,润湿性变差;利用分形维数表征粒度分布,随着煤粒径D10,D50,D90变小,分形维数增大,接触角变大,润湿性变差。     

煤矿粉尘润湿性能试验及其影响因素研究

矿井粉尘污染是煤矿采掘生产过程中常见的危害之一,是导致煤矿生产一线工人患有职业病的主要原因。为了降低矿井中的粉尘浓度,减小粉尘对工人和机械带来的损害,通过ζ-电位分析法测试出煤尘在偏酸性和中性的条件下比在碱性条件下更加容易润湿和凝聚。利用多元统计分析方法,得出了粉尘润湿性的相关性因素,分别为煤种(挥发分值)、有机组分含量(固定碳)、无机组分(灰分)、煤的水分(水分)、煤中羟基含量以及水质指标(COD)。     

新疆伊南煤田察布查尔勘查区煤质特征分析

通过分析伊南煤田察布查尔勘查区煤田勘探的钻井资料,对勘查区2#和4#主采煤层的物理性质和煤岩特征进行分析研究,发现煤中有机显微组分以镜质组和惰质组为主,显微煤岩类型主要为微镜惰煤;对煤中水分、灰分、挥发分和硫分的含量范围进行了概述。     

TGA-601(501)热重分析仪常遇问题与对策

1前言 美国力克公司生产的TGA-601(或501,下文简称TGA))热重分析仪,可用于煤中空干基水分、挥发分、灰分的测定,并最后计算出固定碳含量.     

白音华三号露天矿3-1煤层直接液化可行性评价

为了研究内蒙古白音华煤田褐煤直接液化可行性与煤岩显微组分、煤质参数之间的关系,对三号露天矿3-1煤层煤样进行了采样测试与分析,结合前人对于褐煤直接液化相关的煤岩组分和煤质指标研究成果,探究了煤岩惰质组含量、灰分、挥发分、H/C原子比对褐煤直接液化的影响。研究结果表明:低惰质组含量、低灰分、高挥发分、高H/C原子比的褐煤有利于直接液化;3-1煤层煤岩显微组分中惰质组含量较低,小于8.70%,煤质参数中精煤灰分大部分小于10%,挥发分大于35%,H/C原子比大部分大于0.75。综合分析,3-1煤层褐煤各项参数符合直接液化指标要求,可作为较理想的直接液化原料煤。     

影响煤炭发热量测量的常见因素分析

分析水分、碳含量、灰分和硫分对煤炭发热量测定的影响,并制备煤样开展试验分析。通过试验测定不同影响因素对煤炭发热量的影响程度,收集和分析试验数据并绘制影响曲线,分别拟合水分含量、碳含量、灰分和硫分与发热量的线性关系。由分析可知:煤炭发热量随着水分和灰分比例的增加而降低;碳含量对煤炭发热量的影响最大,前期随着碳含量增加则发热量不断增加,但碳含量超过一定范围(70%～80%)则发热量反而降低;硫分对煤炭发热量测定的影响相对较小。     

基于变参数KIM方程的石嘴山矿区煤层甲烷含量预测研究

采用变参数的KIM方程对石嘴山矿区太原组和山西组中低成熟度煤岩煤层含气量进行预测，研究结果表明受沉积环境的影响，石嘴山矿区陆相山西组煤岩表现出高水分含量、高灰分产率和低固定碳含量的煤质特征，且山西组煤岩无机矿物含量高于太原组煤岩，这是导致山西组煤岩甲烷含量和吸附性能与太原组相比略低的主要原因之一；采用变V_w/V_d参数和变温度常数b对石嘴山矿区煤岩进行了基于KIM方程的甲烷含量预测研究，结果表明，基于变参数的KIM方程的煤岩含气量与实测煤岩含气量误差为1.93%～16.18%,而基于朗缪尔(Langmuir)方程反推的煤岩甲烷含量普遍较高，因此使用变参数KIM方程在预测煤岩含气量方面更具优势。     

甲烷氧化菌对煤样工业特性的影响试验研究

为了研究甲烷氧化菌对煤样工业性质的影响,制备了不同浓度瓦斯菌液改性煤样及对比煤样,对煤样进行工业分析。利用土壤培育出甲烷氧化菌,并配制浓度分别为100%、75%、50%的菌液,倒入相同粒度和质量的煤样中,浸泡一定时间后自然风干;利用工业分析仪分析不同瓦斯菌液浓度改性煤样的工业性质,对比甲烷氧化菌作用前后煤样的挥发分、灰分、固定碳含量得到:不同浓度的菌液处理过的改性煤样,其挥发分含量均有所增加、固定碳含量均有一定程度的减少;对于GY组菌液,随着菌液浓度的升高,改性煤样挥发分的增加量以及固定碳的减少量先增加后减少。     

神木粉煤粒度对型煤型焦工业分析的影响

以神木低变质粉煤为主原料,配入少量主焦煤与NaOH改性玉米秸秆粘结剂,通过冷压成型制备出系列型煤型焦,并研究神木粉煤粒度对型煤型焦工业分析的影响。研究结果表明,水分含量原煤(2.4%~2.8%)型煤(1.6%~2.4%)型焦(1.6%),型焦灰分为10%~14.5%,较型煤整体偏高3%左右,型煤与原煤挥发分相当,处于30%~33%之间,而型焦挥发分小于3%;型煤、型焦水分与挥发分均随粉煤粒度减小而减小,而灰分与固定碳刚好呈相反的变化趋势;由于煤粉的偏析作用,造成细煤粉中矿物质多于粗煤粉,这种不燃矿物质越多,灰分越高导致挥发分就越小,且成焦率增加;当NaOH浓度偏小时,改性玉米秸秆粘结剂中的水分含量增加,造成型煤水分含量偏高,高温热解失重增加,成焦率降低。     

含水率对不同宏观煤岩类型甲烷吸附/解吸特征的影响

为研究低阶煤中含水率对不同宏观煤岩类型甲烷吸附/解吸的影响,采集大佛寺井田延安组4号煤样品并分离光亮煤与暗淡煤样品,分别采用液氮吸附、扫描电镜、接触角测定以及等温吸附/解吸等试验手段,分析煤样的物质组成、孔隙结构特征、润湿性特征、吸附/解吸等特征;并基于等量吸附热、表面自由能等热力学参数计算结果,从能量角度分析低阶煤中不同宏观煤岩类型的润湿性对甲烷吸附/解吸特征的影响。结果表明:①光亮煤的灰分、水分及氢、氧、氮元素含量低于暗淡煤,而挥发分及碳、硫元素含量高于暗淡煤;光亮煤的表面结构相对简单,接触角为56.3°,暗淡煤的接触角为51.7°,光亮煤的润湿性较暗淡煤差;②升压阶段,空气干燥基煤样的等量吸附热值大于平衡水煤样,且光亮煤的等量吸附热大于暗淡煤;降压阶段,平衡水煤样的等量吸附热小于空气干燥基煤样,暗淡煤的等量吸附热大于光亮煤。此外,无论光亮煤还是暗淡煤,降压阶段的等量吸附热均大于升压阶段的等量吸附热,表明甲烷解吸还需要从外界环境中吸收更多的能量,且降压不能促使甲烷完全解吸,甲烷解吸存在滞后性,本质是吸附和解吸过程能量的差异;③水分子易与煤基质表面断裂的化学键及煤基质内部的亲水性官能团结合,在一定程度上降低了煤的表面自由能,使甲烷-煤吸附系统达到平衡状态所释放的热量更少,并且,水与煤的分子作用力强于甲烷,可以占据煤表面的有效吸附位,使煤吸附甲烷能力变弱。研究结果可为区内后续煤层气高效开发工作提供理论依据。     

煤炭中的化学

介绍了煤的生成、煤的化学组成 ,重点阐述了煤中无机物如煤中灰分、水分、硫分的组成和反应 ,以及煤中的有机物质如挥发分和固定碳、有机质的元素组成。     

工业分析在煤炭炼焦中的作用

根据工业分析测定煤中水分、灰分、挥发分及固定碳的计算结果,可初步判断煤的性质、种类、各种煤的加工利用效果及其工业用途。对控制配煤的质量起着一定的作用。     

煤岩润湿性影响因素研究

煤岩润湿性是影响煤岩各种特性的重要因素之一。了解煤岩润湿性影响因素对改善煤层物理化学性质,提出合理的煤层气生产方案,有针对性地选择处理煤层的表面活性剂类型,预测入井液进入煤层后煤层损害程度及保护煤储层等具有重要的指导意义。文章从煤阶、含氧官能团、表面电性、分子结构、组分与润湿历史等方面对煤岩润湿性进行了深入研究,并从机理上分析了煤岩润湿性的各种影响因素,以期为今后煤炭开采和煤层气开发等生产环节中的煤岩处理提供理论依据。     

从褐煤中提取锗及洗选焦炭

采用干馏挥发和ZnCl2重液洗选相结合的方法回收褐煤中的锗并得到优质焦炭.锗的挥发率随干馏温度升高逐渐增大,在600,800,100℃时锗的最大挥发率分别为21.5%,76.64%,86.13%.焦炭的固定碳含量受干馏温度影响很小,含量在50.22%～54.14%之间,焦炭的灰分随干馏温度升高、干馏时间增加而增加,含量在41.73%～47.59%之间.用密度为1.4g/cm3的ZnCl2溶液分离焦炭中灰分效果最好,轻产物产量52.34%,平均固定碳含量84.85%,发热量28.43MJ/kg,该轻产物可作为优质冶金焦炭.     

沁南柿庄地区高煤阶煤储层吸附性及其影响因素

为了探讨高阶煤吸附性的影响因素,以柿庄地区山西组3#煤为研究对象,采用灰色关联分析方法定量评价了煤储层不同性质与其吸附能力的相关性。结果表明,在温压条件和吸附质相同的条件下,高煤阶煤的固定碳、镜质组与Langmuir体积呈正相关关系,煤的变质程度、孔隙度与Langmuir体积显示出阶段性的变化规律,而挥发分、灰分、水分、惰质组、无机组分与Langmuir体积呈现负相关关系。其中,固定碳对高煤阶煤的吸附能力的正效应最为显著,次为镜质组;挥发分对煤的吸附能力的负效应最为明显,次为灰分、水分和惰质组。     

南湾勘查区延安组可采煤层煤质特征分析与研究

南湾勘查区位于宁南煤田王洼矿区南部,含煤地层为侏罗系中统延安组,含可采煤层4层,为一、五、八、九煤,可采煤层层位稳定,厚度较大,结构以简单—较简单为主。宏观煤岩类型为半暗煤,显微煤岩类型为微镜惰煤,总体属低灰—中灰、中高—高挥发分、中等固定碳、低硫—中高硫、特低磷—低磷、中—中高热量煤,煤类以不粘煤为主、长焰煤次之,主要作为动力、气化、间接液化、煤化工等用煤。分析研究勘查区煤层的水分、灰分、挥发分、硫分、发热量等煤质指标与分布特征,对煤炭资源的合理开发与利用具有重要的指导意义。