平顶山矿区构造煤分子结构分析：傅里叶红外光谱与13C核磁共振研究

"平顶山矿区构造煤傅里叶红外光谱和13C核磁共振研究" 这篇研究文章深入探讨了平顶山矿区构造煤与原生结构煤的分子结构差异，采用的是傅里叶红外光谱(FTIR)和13C核磁共振(13C NMR)两种先进的分析技术。傅里叶红外光谱主要用于检测物质的化学键，而13C核磁共振则可以提供关于碳原子环境的详细信息。 首先，通过FTIR分析，研究发现构造煤的生烃潜能('A')和脂肪链长及支链化程度(B)低于原生结构煤，这表明构造煤在经历了地质变形后，其烃类生成潜力下降，脂肪链结构及支链化程度减少。同时，芳脂比(I)增大，意味着构造煤中芳香族碳的比例相对增加，这可能会影响煤的理化性质和其在煤与瓦斯突出过程中的行为。值得注意的是，缩合度(DOC)的变化并不明显，这提示了虽然煤的微观结构有所改变，但整体的大分子聚合程度并未显著改变。 进一步，13C NMR的结果显示，官能团对煤中芳碳率和脂碳率的变化起着关键作用。在芳碳区，带质子芳碳和桥接芳碳(fH,Ba)的差异是造成显著差异的主要因素；而在脂碳区，亚甲基碳(fb2)的影响最为显著。随着构造煤变形程度的增加，亚甲基碳含量下降，而带质子芳碳和桥接芳碳含量上升，这一趋势揭示了构造煤结构的动态变化。 通过对构造煤的这些详细化学结构分析，研究者旨在更深入地理解构造煤在煤与瓦斯突出现象中的作用。煤与瓦斯突出是煤矿安全生产的重大威胁，因此，了解构造煤的结构特征及其变化对于预防和控制这种灾害至关重要。这项研究为评估和预测构造煤的危险性提供了新的科学依据，对于提高矿井安全和优化开采策略具有重要的理论和实践意义。