构造煤微晶取向生长机制探讨

构造煤是煤层受地质构造挤压、剪切作用的产物，其晶态结构可能记录了构造作用的痕迹。以煤变形变质为基础，结合X射线衍射（XRD）、核磁共振波谱（NMR）、气相色谱/质谱（GC/MS）等煤结构测试技术，通过对比研究不同类型煤的微晶结构特征和有机质结构演化等，揭示了构造煤微晶取向生长机制：① 形成过程中煤层破坏产生断裂、微裂隙及劈理等，由封闭系转变为开放系，为构造煤微晶生长提供受限空间；② 构造应力、重力及吸附作用等，是构造煤微晶取向生长的驱动力；③ 因受限空间和取向作用约束，构造煤微晶倾向于以平躺片晶的形式生长，煤大分子通过调节分子构象及链段排列等达到稳定状态。本研究成果有助于煤结构演化和构造煤物理-化学成因探讨，并能够丰富煤成烃和煤变质理论。     

构造煤结构-成因新分类及其地质意义

在详细研究沁水盆地和两淮煤田构造煤的基础上，结合前人的研究成果，扩展了构造煤的概念，提出了一套既适合于煤层气勘探开发又适合于煤与瓦斯突出防治的构造煤结构一成因分类方案．此分类方案是以构造煤的手标本或钻井煤芯为尺度，按构造变形机制分为脆性变形、脆韧性变形和韧性变形3个变形序列的10类煤．     

动力煤配煤技术基础

阐述了我国动力煤利用现状．从煤在不同类型锅炉的燃烧方式出发，讨论了煤质特性对燃烧工况及对环境的影响，以及一些非加和性煤质指标，如可磨性、粒度组成、煤炭熔融性等对动力配煤的影响，进而提出选定动力配煤方案的原则．     

煤阶对煤吸附能力影响的微观机理研究

本文利用量子化学计算方法计算了单个苯环、以及分别添加了羧基、醛基、羟基、甲基和亚甲基后的煤结构单元与甲烷分子的吸附作用能。通过计算,发现煤中含氧官能团会降低煤结构与甲烷的吸附作用,从而降低了煤对甲烷的吸附能力;而煤中脂肪侧链则会增大煤结构与甲烷的吸附作用,从而提高了煤对甲烷的吸附能力。利用煤结构化学、煤吸附理论知识以及本次量子化学计算结果,综合分析了煤吸附甲烷的langmuir体积随煤阶的变化规律,并从微观的角度很好的解释了煤吸附能力（langmuir体积）随煤阶的增加而变化的实验现象。     

不同挥发分煤的浮选理论与实践

依据分子结构理论，从煤表面的有机分子组成和疏水性间的关系分析了煤的理论可浮性。通过利用不同煤阶煤的基本分子结构单元的量子化学计算结果及煤的电泳实测数据说明了煤表面的负电性。并根据不同极性基团的表面活性剂与煤表面作用的Ｚｅｔａ电位和红外光谱数据讨论了它们的吸附性质。最后讨论了依据上述理论研制的煤浮选促进剂在煤浮选时的作用机理。     

构造煤结构与瓦斯突出

采用有机溶剂萃取和煤成烃热模拟实验，对煤层受构造应力作用时的煤结构变化及构造煤的生烃特征进行研究.结果表明：构造煤的正己烷、苯萃取率与原生结构煤基本相近，而氯仿萃取率是原生结构煤的2倍多，构造煤含有很高的氯仿可溶低分子化合物；构造煤分子间的作用力小，决定了构造煤强度低和吸附性能高，从而控制了煤与瓦斯突出灾害的发生；煤的氯仿萃取率可以作为预测煤与瓦斯突出的指标.构造煤生烃潜力小，反映在构造应力作用下，曾经生过烃（瓦斯）.在构造应力作用下，煤中的有机质超前向两个方向演化，一方面聚合形成更大的高芳构化的大分子结构，另一方面则形成低分子化合物和气态烃（瓦斯）.     

难浮煤-极性捕收剂相互作用研究新视角：分子对接与诱导契合效应

研究煤泥与浮选药剂间的相互作用将是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面强亲水的化学结构特性,将生物医药领域诱导契合效应引入到难浮煤-极性捕收剂的相互作用研究中。基于煤样性质检测结果,构建了3D煤分子结构,采用原型分子（Protomol）技术搜索并表示煤分子活性口袋,在活性口袋中搜索极性捕收剂与难浮煤的分子对接最优构象,根据极性药剂与煤分子相互作用最优构象的结合能大小,分析分子对接和诱导契合效应研究结果与浮选结果之间的对应性关系。结果表明分子对接结果与难浮煤可燃体回收率均呈现出十二醇<十二醛<十二酸甲酯的规律,浮选可燃体回收率与分子对接结合能绝对值、煤分子诱导契合效应呈现明显的正相关关系,揭示了分子对接对浮选药剂筛选的指导作用。根据分子对接构型可知结合能存在差异性归因于π-CH作用和空间位阻作用的不同。进而将药剂分子的三维空间进行固定,采用分子力学模拟对三种极型捕收剂与煤分子间“诱导契合效应”进行探索,发现十二酸甲酯与煤分子活性区域能够产生更大的相互作用,煤分子活性区域对十二酸甲酯的诱导效应、包裹性更强,因而在浮选过程中效果更好。采用分子对接和诱导契合效应研究煤分子与药剂...     

基于分子对接技术的难浮煤浮选捕收剂虚拟筛选研究

设计和优化高效绿色浮选捕收剂是浮选过程强化的热点和难点,针对难浮煤表面存在众多含氧位点的化学结构特性,将生物医药领域分子对接技术引入到难浮煤浮选捕收剂的虚拟筛选中,探究了多种捕收剂与难浮煤的分子对接结果,分析了分子对接结果与浮选结果之间的对应性关系,揭示了分子对接对浮选捕收剂筛选的指导作用。结果发现多种捕收剂与难浮煤分子以及煤中1、6、7、8号含氧活性位点的分子对接规律相同,整体对接与局部对接的结合能相互验证,均呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,并且均表明十二烷、十二醇、十二醛、十二酸甲酯和油酸与难浮煤分子的最优对接位点分别为碳氢结构、1号羧基、6号羟基、6号羟基和6号羟基,根据分子对接构型可知结合能存在差异性归因于氢键作用、疏水键合作用和空间位阻作用的不同。难浮煤可燃体回收率呈现出十二烷<十二醇<十二醛<十二酸甲酯<油酸的规律,浮选试验结果规律与捕收剂在煤分子整体以及1、6、7、8号含氧活性位点上的结合能规律相一致,即结合能绝对值大的捕收剂对应的浮选可燃体回收率更高,可燃体回收率与结合能绝对值呈现明显的正相关关系。研...     

煤超分子结构的概念及其研究途径与方法

根据煤的组成及煤分子间作用力广泛存在的特征，提出煤分子间由于非共价键作用和分子识别而形成了超分子结构，并对煤超分子结构的主要研究内容、途径与方法进行了分析.认为，目前煤超分子结构的主要研究内容包含：① 煤分子组成与结构；② 煤分子间的作用；③ 煤分子识别；④ 煤超分子结构的表征及形成的物理化学机制.研究的途径与方法主要是在实验的基础上，对煤超分子结构的基本特征及其形成过程进行理论模拟，了解分子间作用力的协同及煤分子构型构象对煤超分子结构形成的作用.     

兴隆庄煤矿3~#煤自燃倾向性研究

从理论上讲,煤自燃倾向性即煤的氧化性应该稳定不变可重复测试,但实际条件下并非如此,煤层自燃倾向不仅与煤自身化学结构有关,而且与煤层所处的周围环境有关。通过模拟现场煤层所处条件,测试研究了兴隆庄3#煤自燃倾向性。     

钱家营矿煤与瓦斯突出关键因素分析

针对钱家营矿5煤层、7煤层、9煤层、12煤层主要可采煤层赋存特征,通过对瓦斯压力、瓦斯含量、煤厚变异、地质构造、煤的结构特性和顶底板岩性的对比分析,以及运用模糊综合评价法求其评分,初步确定了地质构造因素具备突出关键因素的可能。结合瓦斯地质和钻探资料,地质构造因素能够很好地解释各煤层可能突出区域的强弱关系,符合煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤体结构共同作用的结果。依据断层埋深、断层长度、断层条数、密集程度和褶皱关系将地质构造因素划分成四个区域,运用层次分析法取其权重,量化了地质构造因素。综合结果表明,地质构造因素是钱家营矿煤与瓦斯突出的关键因素。     

构造煤研究现状及其展望

构造煤对煤矿瓦斯灾害的发生与治理有重大影响,同时也制约着煤层气的开采。从构造煤的概念、分类、成因、储层物性以及对煤矿瓦斯突出控制5个方面论述了构造煤的研究现状,提出了构造煤研究中存在的问题及其未来发展趋势,指出构造演化对煤结构的作用机理及其储层物性的相互关系是今后构造煤研究的重点。     

Study on the mechanism of interaction for coal and methane gas

Although two moulds for methane gas in coal with the free state and adsorption state have been popularly considered, the derivation between the real methane gas state equation in coal and the perfect gas state equation has been fuzzily considered and the mechanism of interaction for coal aromatics arid methane gas molecules has not been understood. Then these problems have been discussed in this paper applied the principle of statistical thermo-mechanics and quantum chemistry as well as based on the numerical calculating of experiential data in quantum chemistry. Therefore, it is revealed by research results that the experience state equation for real methane gas in coal, which is put forward in this paper, is closer to actual situation and the interaction process for methane gas adsorption on the surface of coal aromatics can be formulated by Morse potential function. Furthermore it is most stable through this research that the structural mould for methane gas molecule adsorption On the surface of coal nuclear with one gas molecule on top of another aromatics in regular triangle cone has been understood, and it is a physical adserption for methane gas adsorption with single layer molecule on the surface of coal nuclear.     

基于常量元素分析的煤炭分类研究

结合我国目前煤炭分类的现状,以煤的常量元素分析为基础,采用化学结构指数对我国煤炭分类进行相关研究.研究表明:基于煤的常量元素提出的各化学结构指数对不同用途的煤种划分有不同程度的效果,其中化学结构不饱和度指数(δ)和有机结构碳骨架的还原度(B)可以将3类无烟煤较好地分开,芳碳率(Fa)和修正过的结构指数(η')也能将常用的动力用煤大致分开,芳碳率(Fa)和氢氧原子摩尔数比(nH/no)能较好地划分常用的炼焦用煤.     

煤矿瓦斯治理"先抽后采"的实践与作用

分析了“先抽后采”概念的内涵及对煤矿瓦斯治理的作用，在研究煤矿煤层瓦斯赋存特点的基础上，综合分析了煤矿瓦斯抽采方法，结合煤矿瓦斯治理的实例和煤矿重特大瓦斯事故案例，对我国煤矿瓦斯治理提出了以下建议，即在有条件的情况下尽可能优先采用区域性瓦斯治理方法，强突出危险煤层和超大井型高瓦斯矿井必须采用区域性瓦斯治理方法．     

青海省木里煤田构造控煤特征及找煤方向

木里煤田是青海省重要的煤产地，其中聚乎更、哆嗦公马、雪霍立、外力哈达、热水等地含煤地层出露较好、煤系埋深较浅。受祁连山构造带以及阿尔金断裂走滑作用的控制，木里煤田构造类型多样。根据木里煤田的地质背景，从沉积聚煤规律、构造特征及其控煤作用等方面对木里煤田隐伏区及逆冲推覆构造下含煤地层进行分析，指出应在已知矿区外围逆冲推覆断层下盘找煤，同时被新生代覆盖的隐伏区为今后找煤的方向。     

高瓦斯缓倾斜突出煤层构造顶(底)板石门揭煤技术研究

基于缓倾斜突出煤层的传统石门揭煤技术中存在的穿越石门、煤门距离长、突出危险性大等问题,深入探讨了构造石门顶(底)板法石门揭煤技术。结合薛湖煤矿二2突出煤层2108风巷揭煤具体情况,应用构造顶板石门揭煤工艺,详细讨论了施工过程中应注意的关键环节。实践证明,构造顶(底)板法能够有效安全地揭穿高瓦斯缓倾斜突出煤层。     

铁法盆地分析与找煤研究

通过以往地质资料的收集、整理和分析研究,根据含煤盆地的地层、盆地分析和环境分析,初步对含煤地层的分布、构造特征、煤田沉积类型划分和特征及其与聚煤作用的关系有了规律性的认识,为找煤和煤田预测提供了理论上的依据。     

煤与甲烷气体相互作用机理的研究

甲烷气体 (瓦斯 )主要以游离和吸附态赋存于煤中已形成共识。但是关于煤层内真实甲烷气体状态方程与理想气体状态方程的偏差认识尚有不清 ,对煤表面吸附甲烷气体的相互作用机理的认识尚有差距 ,应用统计热力学与量子化学的理论 ,结合实验量化计算结果 ,对上述诸问题进行了分析和探讨。研究结果表明 :提出的真实甲烷气体状态的经验方程能更客观地反映煤层内游离甲烷气体的真实状态 ,用Morse势能经验函数能较客观地描述煤的芳香核表面吸附甲烷分子的相互作用过程 ,煤核表面吸附甲烷分子以正三角锥重叠式排列为最稳定的结构模型 ,而且以单层为主的物理吸附为特征。