为研究不同煤阶煤的孔隙差异与生物甲烷产出的相互影响。以白音华(BYH)褐煤、马兰(ML)肥煤、沙曲(SQ)焦煤、祁东(QD)贫煤为研究底物，选用古汉山矿矿井水为菌源，进行厌氧发酵产甲烷实验。采用BET比表面积分析仪测定生物降解前后不同煤阶煤的孔隙参数变化特征，借助扫描电镜观察产气后煤表面孔裂隙分布及微生物附着情况，并通过主成分分析法研究了孔隙结构参数对煤制生物甲烷的贡献度。结果表明：煤的比表面积和孔体积随煤阶增加均呈现先减小后增大的变化趋势，而煤厌氧发酵过程的生物甲烷产量却随煤阶增加依次递减；高阶煤虽孔隙发育，但煤中大分子结构趋于稳定，同样不利于微生物降解；生物产气后，不同煤阶煤样的比表面积、总孔体积以及不同孔径段的孔体积均出现不同程度减小；煤表面附着有大量微生物，以球菌和杆菌为主，且部分微生物附着在煤的孔裂隙中；主成分分析表明总孔体积(主要为大孔和中孔孔体积)、分形维数D3以及比表面积对煤制生物甲烷的贡献较大，而微孔及分形维数D1对煤制生物甲烷影响较小，微生物作用改变了煤的孔隙结构，使比表面积和微孔大量减少，导致孔隙内吸附的甲烷大量解吸，这些均有利于煤层气的增产。

国家自然科学基金项目(42172199)；河南省优秀青年科学基金项目(202300410168)；河南省青年骨干教师基金项目(2018GGJS059)；

0 引 言
1 实验部分
1.1 实验材料
1.1.1 煤样
1.1.2 菌源及富集培养
1.2 实验方法
1.2.1 发酵产气实验
1.2.2 孔隙参数测试
1.2.3 扫描电镜测试
2 结果与讨论
2.1 产气特征
2.2 孔隙结构变化特征
2.2.1 孔隙类型变化研究
2.2.2 比表面积和孔体积变化
2.2.3 孔径分布变化
2.2.4 孔隙结构的分形特征变化
2.3 SEM测试结果
2.4 煤孔隙结构与生物降解的相互影响
2.4.1 原煤孔隙对生物降解的影响
2.4.2 生物降解对煤孔隙结构的影响
3 结 论

夏大平,刘春兰,陈振宏,黄松,赵伟仲.不同煤阶煤孔隙结构与煤制生物甲烷的相互影响[J].煤炭转化,2023,46(01):27-38.DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.202301004.