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作者
翟成徐鹤翔徐吉钊王帅
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单位
中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心
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摘要
为研究岩浆侵入后煤层物质组成和孔隙结构的变化规律，基于FTIR、XRD和低场核磁共振，研究了岩浆厚度、距煤层的距离对煤层的影响特征，并基于COMSOL软件模拟了煤层温度变化过程。结果表明：岩浆侵入使煤中挥发分含量下降，灰分含量增加，并增加了煤中矿物种类；煤层受热升温导致煤中羧基含量降低，酯类含量略有升高；V1、H1和H2三个试样发生热解，脂肪链长度缩短，但芳香结构无明显变化；热环境促使煤中孔隙发育，有效孔隙度增大，孔隙连通性增强；随热液流体渗入煤中的无机矿物改变煤矿物组分的同时，填充煤中孔隙，导致H1和V1试样饱水T2谱面积减小，孔隙连通性减弱，不利于瓦斯在煤层中的运移；模拟温度低于300℃的试样不发生热解或仅发生轻微热解，侵入过程中所有试样的最高温度均低于600℃,对应试样中芳香结构聚合度无明显变化；岩浆厚度越大、距煤层距离越小，则煤层受热演化的程度越大，对应的温度更高，受高温影响的时间延长。
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关键词
岩浆侵入煤层物质组成孔隙结构温度
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基金项目(Foundation)
国家杰出青年科学基金项目(51925404)；国家自然科学基金项目(52104228)；中国博士后科学基金项目(2021M693409)；中国矿业大学研究生创新计划项目(2023WLJCRCZL191)；
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文章目录
1 试样准备与试验
1.1 试样准备
1.2 试验设备与流程
2 试验结果与分析
2.1 工业分析与XRD
2.2 红外光谱分析
2.2.1 脂肪烃
2.2.2 含氧官能团
2.2.3 芳香结构
2.3 煤体孔隙结构变化特征分析
2.3.1 T2谱面积分析
2.3.2 孔隙度变化
3 煤层温度变化过程模拟
3.1 数学模型
1) 基本假设
2) 数学模型
3.2 几何模型
3.3 模型参数
3.4 模拟结果
3.5 岩浆侵入后煤层热演化过程
4 结 论
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引用格式
翟成,徐鹤翔,徐吉钊,王帅.岩浆侵入后煤层物质组成及孔隙结构特征研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(03):587-598.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0140.
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