煤级影响下的中—高煤级煤孔隙分形特性研究

本文主要探讨了中—高煤级煤的孔隙分形特性及其与煤化程度的关系，通过对平煤股份十三矿受岩浆侵入影响下形成的10个不同煤化作用程度的原煤样品进行压汞实验和低温氮气吸附实验。压汞实验利用汞的压力变化来测量煤中的孔隙结构，结果显示，煤中的孔隙具有分形特征，且在不同孔径区间表现得尤为显著。压汞法测得的孔隙分形维数范围在2.36到3.01之间，而低温氮气吸附法测得的分形维数则在2.66至2.91之间。 研究重点集中在中—高煤级阶段（Ro,max在1.41%至6.52%之间），发现随着煤化程度的提高，压汞法测定的10至100纳米孔径段的孔隙分形维数呈现出降低的趋势，而大于1微米的孔隙分形维数则有上升趋势。另一方面，低温氮气吸附法测定的比表面积小于4.5纳米的孔隙分形维数表现出降低，而大于4.5纳米的孔隙分形维数则显示出明显的递增规律。 这些结果揭示了煤的物理性质与煤化过程的密切关系，尤其是孔隙结构的复杂性和多尺度性，这对于理解煤的气化行为、煤炭储藏和开采技术、以及煤炭转化为能源的有效利用具有重要的科学价值。通过分析煤的分形特征，科研人员可以更精确地预测煤的物理化学性质，优化煤炭利用策略，并对煤炭资源的评价和管理提供科学依据。 这项研究利用先进的实验技术深入剖析了中—高煤级煤的微观结构，为我们认识煤的内部孔隙特征及其对煤质的影响提供了新的视角和量化指标，对于煤炭工业的发展和技术进步具有重要意义。