压汞法分析煤炭孔隙结构特征

"压汞法分析煤的孔隙结构研究，刘波，冯启言，通过压汞法研究了山西晋城煤样的孔径、比表面积和孔体积，揭示了煤的孔隙结构特征，强调了小孔隙对总孔体积和吸附性能的影响。" 在煤炭研究领域，了解煤的孔隙结构至关重要，因为它直接影响到煤的吸附性能和气体储集能力。压汞法是一种常用的技术，用于测定煤样的孔隙特性。这种方法基于毛细现象，通过注入汞进入煤样孔隙，根据汞的体积变化计算孔隙结构参数。在本研究中，刘波、冯启言等对中国矿业大学环境与测绘学院的晋城煤样进行了压汞法分析。 研究结果显示，煤的孔隙结构并不发达，这意味着煤的孔隙主要集中在较小的范围内。孔体积随着孔径减小而增大，特别是孔径在0-20纳米的孔隙对煤样的总孔体积贡献显著。这表明煤样中的微孔和小孔隙在气体吸附过程中起着重要作用。煤样的总比表面积主要由孔径小于15纳米的小孔决定，这些小孔的大量存在增加了煤对气体分子的吸附潜力。 煤的孔隙结构分为原生孔隙和次生孔隙两大类，其中原生孔隙包括微孔隙和间孔隙，次生孔隙涉及大孔隙和天然裂隙。这些孔隙结构为气体提供了流动和吸附的空间。煤的孔隙表面积和孔体积是影响气体储存量的关键因素，因此，压汞法提供的数据对于理解煤的吸附性能和气体在煤层中的分布情况具有重要价值。 实验选取的煤样来自山西沁水盆地南部的晋城王坡煤矿，属于二叠系下统山西组3#煤，无烟煤级别，镜质组反射率为3.5%。煤质和煤岩分析显示了该煤样的基本性质，如水分、灰分、挥发分和固定碳含量等，这些数据有助于进一步评估煤的物理和化学特性。 压汞法为分析煤的孔隙结构提供了一种有效手段，通过对煤样孔径、比表面积和孔体积的测量，可以深入理解煤的微观结构，为煤层气的开采、煤的利用效率以及环境保护等领域的研究提供科学依据。尽管压汞法有一定的局限性，但其简便直观和广泛的应用范围使其在煤炭研究中仍占有重要地位。未来的研究可以结合其他方法，如液氮吸附法，以获得更全面的孔隙结构信息。