構(gòu)造煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成特征及其瓦斯賦存、運(yùn)移的控制機(jī)理研究.pdf

1、本文以沁水盆地寺河礦和焦作煤田為研究區(qū),在區(qū)內(nèi)礦井井下采集不同構(gòu)造部位的不同煤體結(jié)構(gòu)煤樣(原生結(jié)構(gòu)煤、碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤),對煤樣進(jìn)行溶劑萃取和族組分分離,基于常規(guī)工業(yè)分析及鏡質(zhì)組反射率測定的基礎(chǔ)上,借助于現(xiàn)代測試手段和方法,對比研究了不同煤體結(jié)構(gòu)煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成的差異。根據(jù)本研究結(jié)果分析和前人研究成果,探討了構(gòu)造煤對瓦斯賦存、運(yùn)移的控制機(jī)理,豐富了礦井瓦斯賦存規(guī)律和煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測的理論研究方法和手段,研究成果對井下瓦斯災(zāi)

2、害防治和地面煤層氣開發(fā)具有一定的科學(xué)意義和實(shí)踐價(jià)值。
　　論文采用溶劑萃取的方法,對煤樣分別用苯、四氫呋喃(THF)、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、氯仿溶劑進(jìn)行萃取,溶出小分子相,結(jié)合柱層析法,對煤樣萃取物進(jìn)行了族組分分離和測定。借助于傅立葉紅外光譜(FTIR)對構(gòu)造煤和原生結(jié)構(gòu)煤的萃余物微晶結(jié)構(gòu)及主要官能團(tuán)組成進(jìn)行測試,基于前人研究分析方法,對煤基質(zhì)塊表面分子與甲烷分子間的作用力進(jìn)行了初步探討,分析了原生結(jié)構(gòu)煤與構(gòu)造煤的大分

3、子結(jié)構(gòu)特征的差異及其影響因素。借助于X射線衍射(XRD)和核磁共振(NMR)方法定量分析其主要官能團(tuán),厘定原生結(jié)構(gòu)煤及構(gòu)造煤大分子結(jié)構(gòu),研究構(gòu)造煤的微觀結(jié)構(gòu)差異,以及煤的大分子結(jié)構(gòu)隨煤級(jí)和構(gòu)造應(yīng)力改變的變化規(guī)律,并探討了引起構(gòu)造煤結(jié)構(gòu)變化的控制機(jī)理和控制因素。
　　基于掃描電鏡(SEM)、壓汞法以及等溫吸附實(shí)驗(yàn)的測試結(jié)果,結(jié)合前人對構(gòu)造煤孔隙結(jié)構(gòu)研究成果,系統(tǒng)探討了不同煤體結(jié)構(gòu)煤的孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙形態(tài)以及瓦斯吸附特征的差異;初步研究