构造煤微晶结构的透射电镜分析及其对瓦斯吸附的影响_中国煤炭行业知识服务平台

构造煤微晶结构的透射电镜分析及其对瓦斯吸附的影响

作者

郭晓洁郇璇
单位

华北科技学院培训中心防灾科技学院应急管理学院
摘要

本文以平顶山构造煤为研究对象，基于高分辨透射电镜（HRTEM）图像提取技术定量表征了构造变形影响下微晶结构分布特征：脆性形作用前期煤中芳香簇仅在较小尺寸范围内生长（小于3×3），煤结构演化以应力降解为主；脆性形阶段后期和韧性形阶段，芳香簇已经向较大尺寸方向发展（3×3～8×8），应力缩聚的影响逐渐增强；煤中相对分子质量较低的芳香簇（40～449 Da）受弱变形作用力的影响更为明显，而相对分子质量较高的芳香簇（450～3099 Da）对整个变形过程均有明显响应。结合瓦斯等温吸附实验，阐明了不同变形程度构造煤的分子结构对瓦斯吸附的影响机制：脆性变形阶段，瓦斯吸附能力的提高由煤大分子结构侧链和含氧官能团的脱除、转化等因素导致；韧性变形阶段，芳香结构增加为瓦斯吸附提供了更多吸附位，芳香片层定向排列形成大量层间孔为瓦斯提供了更多吸附空间。研究结果对理解构造煤变形变质特征及其对瓦斯吸附的影响具有重要的科学意义和应用价值。
关键词

构造煤变形特征透射电镜(HRTEM)瓦斯吸附
基金项目(Foundation)

中央高校基本科研业务费资助项目（313142023014）；廊坊市科学技术研究与发展计划自筹经费项目（2020013038,2022013090）；河北省教育厅科技研究计划项目（ZC2023054）；
文章目录

0 引言
1 样品采集和实验
1.1 实验样品采集
1.2 煤样HRTEM测试流程
1.3 瓦斯等温吸附测试
2 实验结果
2.1 煤样HRTEM测试结果
2.2 煤样晶格条纹分布
2.3 煤样相对分子质量
2.4 瓦斯吸附结果
3 构造煤微晶结构对瓦斯吸附的影响
4 结论