开滦煤显微组分结构特征与吸附CO的关系

为了研究开滦煤中显微组分(惰质组和镜质组)的微观结构和分子特征,利用离心分离技术,得到纯度较高的富镜质组和富惰质组煤样,并对其进行煤质分析、煤岩分析、孔径分布以及红外光谱分析,得出开滦煤中惰质组含量较高,孔隙结构发育,主要以过渡孔和微孔为主,占煤的总孔隙体积数的90%以上,对煤样吸附CO起主导作用;同时氧含量较高,其中含氧官能团羟基(—OH),尤其是酚羟基对煤吸附CO有较大影响,成功的解释了开滦煤层发生CO体积分数长期超标但未曾自燃的现象,     

平顶山煤矿煤的物质组成特征研究

采用刻槽法在平顶山煤矿采取煤样,对所取煤样利用全自动煤岩系统进行煤显微组分含量测定以及采用手持XRF元素分析仪进行煤中元素含量测试。综合两项实验数据进行数理统计分析,测定结果表明平顶山煤矿煤中镜质组含量约72.97%、半镜质组含量约4.58%、壳质组含量约3.56%、惰质组含量约13.62%。可推断平顶山煤的物质组成特征有利于生成气态烃。煤中所含元素中Fe、S两种元素较为突出,Fe元素平均含量约为1977ppm,S元素平均含量约为4828ppm,两者在煤中可能以具体的矿物形式存在(如黄铁矿等),有助于提高煤生烃过程的转化率。     

贵州大河边矿煤显微组分解离规律及其分选

以贵州大河边矿煤为研究对象,确定了其在显微光学条件下煤岩显微组分的组成、赋存状态及含量特征,同时采用XRD衍射技术分析了原煤中矿物组成。通过对原煤的破碎解离,进而研究了壳质组、镜质组和惰质组在不同粒级的解离规律,在此基础上使用密度梯度离心的方法研究了显微组分的分选,并验证了超声辅助对分选效果的影响。结果表明:原煤中壳质组分布方式主要以片状、细脉状形式存在,与镜质组紧密连生,轮廓清晰;镜质组主要以团块状形式出现,具有明显内生裂纹;惰质组主要包括丝质体和半丝质体2大类,半丝质体单体粒度较小,部分具有鳞片状结构,丝质体细胞结构保存十分完好。各粒级显微组分单体解离度随着破碎程度的加深逐渐增大,其中破碎对镜质组和惰质组的解离效果更加明显,3种显微组分最佳解离粒度为0.125～0.074 mm。壳质组、镜质组和惰质组的最佳分选密度分别为-1.15,1.27～1.29,1.33～1.35 g·cm~(-3),超声辅助有利于提高壳质组的分选效果。     

显微组分热解硫迁移的X射线光电子能谱研究

用手选富集与离心分离相结合的方法,从两种全硫含量相近、变质程度相近的新西兰煤和灵石煤中分离出高纯度镜质组和惰质组.在高纯Ar气氛下,分别制备了300,500,700,1 000℃下的显微焦.用傅里叶转换红外光谱(FTIR)研究了两种镜质组和惰质组中的脂肪氢随温度的变化规律,用X射线光电子能谱(XPS)研究了煤岩显微组分在室温至1 000℃热解过程中有机硫的变迁规律.结果表明,镜质组中的有机硫化物硫含量高于惰质组的,在镜质组和惰质组热解焦中,噻吩硫都占主要部分.在相同温度下,镜质组的脱硫率高于惰质组的.在温度较低时,镜质组的脱硫率相似,但当温度高于700℃时,热稳定性较差的镜质组显示出更高的脱硫效果.     

基于XPS对不同密度级炼焦煤表面碳氧结构的分析

密度是煤的本征特性,碳是煤最主要的组成元素,氧是煤中最丰富的杂原子,采用XPS测试技术,基于不同密度解析煤中碳、氧两种元素赋存形态,对准确表征炼焦煤表面结构具有重要意义。以山西孝义煤为研究对象,XPS结果表明:C-C和C-O是煤中主要存在的碳氧结构,且煤样中存在较多的烷基侧链。随着密度的增大,煤中不同碳、氧官能团含量略有变化,C-C、C=O和O=C-O的相对含量减少,C-O的相对含量增加。     

韩城矿区煤岩显微组分测井预测

精准地计算煤岩显微组分是查明煤岩特征的关键。以韩城矿区主力煤层为研究对象,利用煤岩显微组分分析化验和测井资料,采用交会图相关性分析手段,筛选了镜质组和惰质组含量的敏感性测井参数。利用所优选的声波时差、补偿密度、相对自然伽马及电阻率4个敏感性测井参数,构建了镜质组含量、惰质组含量神经网络预测模型,进而利用计算的煤岩显微组分编绘了研究区5~#煤层显微组分平面分布图。研究结果表明,补偿密度与镜质组含量正相关,而声波时差、补偿中子、相对伽马、电阻率测井值与镜质组含量负相关,声波时差和补偿密度相关较好,相对伽马和电阻率次之,补偿中子较弱;惰质组与测井参数的相关性与镜质组相反。5~#煤镜质组含量呈现南北高,中部低;惰质组含量呈现东北高、西南低;矿物成分高值区主要位于东北部地区,西南部则相对较低。     

大佛寺4~#煤水热处理结果对煤润湿性的指示意义

为核定低煤阶镜煤和暗煤的润湿性及主要控制因素,采集大佛寺4~#煤样品并剥离出镜煤和暗煤,进行显微组分分析、工业分析、接触角测定、吸水速率测定、核磁共振测试,并测定不同温度水热处理后样品工业组分、元素含量,分析水热处理煤的分子结构变化,明确镜煤和暗煤的润湿性差异及主要控制因素。结果表明大佛寺4~#煤镜煤相较于暗煤,镜质组、壳质组含量高,挥发分、水分高,而惰质组、矿物质含量低、灰分低,并且H、O含量较高。镜煤和暗煤均表现亲水性,但暗煤的灰分更高,润湿性更好,自由水/结合水呈过渡态,灰分是影响大佛寺4~#煤润湿性的关键因素。水热处理温度增高,煤的灰分、水分、挥发分皆下降,H/C变化不大,O/C降低。煤的低温水热提质本质是减弱煤分子间二级结构的缔合作用,促进灰分重力沉降和羟基等含氧官能团分解脱除,增强煤的疏水性。     

不同还原程度煤显微组分堆垛结构表征

采用X射线衍射法(XRD)对变质程度、煤岩组分相近但还原程度不同的平朔煤(较强还原性)、神东煤(较弱还原性)的镜质组和惰质组的堆垛结构特征进行表征,试图揭示还原程度对煤中不同显微组分堆垛结构的影响.结果表明,平朔惰质组与平朔镜质组相比较,前者的芳香微晶结构单元较大,芳香层片在空间的排列更规则,芳香度较大,即支链微晶含量较少;神东惰质组芳香微晶的尺寸和规整度均优于神东镜质组,但两者的芳香度却非常相近;平朔镜质组与神东镜质组的微晶结构参数基本接近;神东惰质组与平朔惰质组的差异主要表现为前者具有较少的芳香层数和较低的芳香度.高度无序组分即无定形碳的含量:平朔镜质组明显大于其惰质组,神东镜质组略大于其惰质组,神东镜质组略高于平朔镜质组,但神东惰质组明显高于平朔惰质组.较弱还原性神东煤的惰质组表现出具有相对较低的芳香度及较多的无定形碳,说明其含有较多的活性成分,神东惰质组的这种特性可能与其含有较多的半丝质体有关.     

神东矿区煤的煤岩组分特征

应用煤岩学方法研究了神东矿区3个矿的煤岩组分特征,尤其过渡组分(半镜质组、半丝质体和粗粒体-1)特征.结果表明,煤中过渡组分与镜质组的平均含量相当,二者之和约占总量的90%;各过渡组分平均最大反射率均小于1.50%.惰质组含量与镜质组含量具有相互消长的趋势.     

开滦煤煤岩分离及岩相分析的试验研究

对开滦集团下属煤矿的东欢坨矿业公司、崔家寨矿业公司、荆各庄矿业公司及林南仓矿业公司共4种煤样进行了煤岩分离实验,通过岩相分析,测定其分离效果。结果表明镜质组含有含量丰富且含有较多的大块结构,而惰质组多嵌生与镜质组中,且壳质组及矿物质含量较高,故镜质组分离效果较好,而惰质组分离效果不理想。