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中国包含多种煤阶煤层,由于煤质、地质条件等差异,不同煤层中的水分赋存情况也具有较大差异性。煤阶、饱水度作为影响液氮低温致裂效果的两个重要因素,有必要对其进行深入研究。为此,分别选择褐煤、烟煤与无烟煤3种煤阶煤样,并制备得出饱水度分别为0%、33%与99%的煤样进行液氮溶浸处理,使用摄像机定点拍摄、观察煤样表面宏观裂隙处理前后的演化规律,并对煤样进行氮气渗流试验。试验结果表明：液氮溶浸后褐煤因产生的一条与多条贯穿裂隙发生整体结构上的断裂,烟煤表面有新裂隙产生,原生宏观裂隙有一定的扩展与延伸,无烟煤表面宏观裂隙无明显发育;煤样饱水度越高,液氮的致裂增透效果越显著;液氮溶浸对3种煤阶煤样的致裂增透效果关系为：褐煤>烟煤>无烟煤,在完全干燥状态下,由于热应力不足以破坏颗粒间链接,烟煤与无烟煤的增透效果近似相等;对于褐煤,液氮溶浸处理对完全干燥状态下的煤体即产生有效致裂,渗透率平均增幅高达559.35%,对于烟煤,在饱水度为33%和99%的状态下,液氮溶浸对煤体具有明显致裂效果,渗透率平均增幅分别为330.60%和448.77%,对于无烟煤,在饱水度为99%的状态下液氮溶浸处理才能对煤体产生有效致裂,渗透率平均增幅为185.53%。 相似文献
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CO2相变致裂是一种高效增渗、增抽和消突的新型煤矿瓦斯治理技术,应用效果显著。该技术的核心是高压动力载荷作用于煤层的强化造缝及其卸压增渗效应。然而,新生裂缝的形貌特征以及破坏成因机制研究薄弱。目前井下厘米—米级尺度裂缝的观察和描述,主要用于揭示煤层的造缝增透机理。更小尺度的微米级显微裂隙研究,可更系统和全面描述裂缝的形貌和发育规律,揭示CO2相变致裂作用下煤的破坏机理。应用自行研制的高压CO2冲击大型物模试验装置系统,对无烟煤试件进行了120 MPa高压CO2冲击,基于场发射扫描电镜(FESEM)的观察,研究了微米级裂隙特征、发育规律及其形成机理。结果表明：(1)致裂后煤样的割理系统充分沟通,形成多尺度的复杂微裂隙网络。(2)煤基质破碎并发育大量微米尺度的新生显微构造,发现了3种典型显微构造是“损伤坑”“三翼型”裂隙和“页理状构造”。(3) CO2的超临界相、气相、或者二者的混合相态冲击破碎近喷孔端煤样,冲击波可能是试件远端破坏造缝的主要力学机制。(4)显微构造的形成和损伤演化... 相似文献
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韦州矿区地处华北地台西侧与秦祁孤形褶皱带交汇处,含煤地层为石炭-二叠系太原组和山西组,赋存丰富的焦性煤炭资源。通过对矿区煤的挥发分及煤类在垂向、横向上变化规律分析,认为韦州向斜东翼煤层沿倾向呈现深成变质作用,主要以肥煤和焦煤为主,而沿向斜东翼往南、转向西翼,煤层变质程度急剧增高,达到中高变质程度的贫煤和无烟煤．矿区西侧青铜峡-固原断裂西部深处有隐覆岩体存在,使煤层在深成变质作用基础上,叠加了区域岩浆热力变质作用,导致矿区西部煤的变质程度增高。 相似文献
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为研究沁水盆地南部3号和15号煤储层显微裂隙的发育情况,借助扫描电镜显微裂隙分析、荧光显微镜显微裂隙统计、X射线衍射分析等手段,总结了地应力、煤岩显微组分、煤变质程度、煤中矿物质与显微裂隙发育的关系,探讨了影响煤储层显微裂隙发育主要因素。结果表明,该区煤储层显微裂隙较为发育,显微裂隙密度一般为7~59条/9 cm2,以C型和D型裂隙为主,扫描电镜下常见张性裂隙、剪性裂隙,对煤储层渗透性贡献较大,内生裂隙较少见。显微裂隙通常发育于镜质组中,裂隙密度随变质程度的升高表现出降低的趋势,煤中矿物的充填作用对于显微裂隙的发育影响较大,对煤样渗透性造成了直接破坏作用,地应力场的方向和大小控制着外生显微裂隙的开合程度,进而对煤储层的渗透性产生影响。因此认为,地应力和煤中矿物是影响该区煤储层显微裂隙发育的主要因素。 相似文献
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作为岩浆吞噬煤层的信息记录者和物质承载者,接触变质煤是揭示煤层速热碳化过程和机理的重要研究对象。为此,本研究采集了淮北石台煤矿不同热变质程度的接触变质煤样品,利用镜质组反射率测试、元素分析、工业分析、偏光显微镜(PLM)和扫描电镜(SEM)等实验手段,表征其微组构特征,以期揭示煤层速热碳化的机理和过程。结果显示,从未受影响煤、浅热变质煤到天然焦,样品最大镜质组反射率、灰分产率升高,氢、氮元素以及挥发分含量降低。未受影响煤显微组分以胶质结构体为主,局部发育丝质体;浅热变质煤中裂隙发育、少见脱挥发孔;靠近岩体的块状天然焦中镶嵌结构炭和脱挥发孔发育,孔径多介于20~150 μm;岩体内的细脉状天然焦,主要由多孔炭和炭微球组成,富含圆形—椭圆形气孔,孔径多介于1~3 μm。分析表明,趋近岩体,接触变质煤热变质程度连续增加：浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的结果;天然焦是浅热变质煤热解脱挥发分和中间相化的产物;至岩体附近,天然焦被液化成多孔炭和炭微球,后二者最终被氧化为气态碳氧化物而消失。我们认为,岩浆接触变质煤速热碳化的实质就是固态煤岩被岩浆热解而中间相化、液化和氧化气化的过程。 相似文献
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洪山殿矿区煤炭资源丰富,是湖南省近期煤层气开发的优先靶区之一。矿区含煤地层为晚二叠世龙潭组上段,煤类以贫煤为主,含有少量无烟煤,煤层镜质组含量高,微裂隙发育,顶底板封闭性好,地下水活动弱,特别是区内向斜构造发育,都为煤层气的富集提供了条件。矿区煤层气井测量显示,煤层气平均含气量16．04m^3/t,属极富气煤层。根据矿区构造发育特征,认为在向斜转折部位和未被裂隙破坏的背斜顶部,煤层气相对富集,是今后勘探开发重点研究区域。 相似文献
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超临界CO2对煤化学结构的改造对煤层CO2封存能力极为关键。论文开展了模拟埋深1500m （62.5℃、15 MPa）条件下4组不同变质程度煤的ScCO2-H2O体系与煤岩地球化学反应实验。通过傅里叶变换红外光谱和X射线粉末衍射实验获得了反应前后煤化学结构演化特征,探讨了煤化学结构演化的机理。结果表明:ScCO2作用后,煤中脂肪烃链长度普遍增加,仅肥煤的芳香烃丰度增大,肥煤、瘦煤和贫煤含氧基团丰度的增大主要由氢键基团含量的增加贡献,无烟煤含氧基团丰度则主要受低分子化合物溶出的影响。ScCO2引起的溶胀作用造成肥煤和瘦煤芳香层面之间交联键断裂,芳香微晶内部结构疏松,而芳香层面内CAr-CAr交联的形成提高了肥煤和瘦煤芳香性和芳香环缩合度;贫煤和无烟煤中非稠合多苯结构脱落使芳香微晶内部更紧凑,脂肪烃链长度的增加则降低了贫煤和无烟煤芳香性和芳香环缩合度。 相似文献
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贵州龙潭组煤类分布规律及其成因 总被引：6，自引：1，他引：5
贵州中部为高变质贫煤、无烟煤类,东西两侧为炼焦用煤。煤的挥发分在剖面上向下逐步变低,符合希尔特定律。据煤系上覆地层厚度推算,本区煤变质只能达到气肥煤至贫煤阶段。贵州在燕山期沿北东和北西两组深大断裂有强烈的岩浆活动,从而使本区叠加了岩浆热变质作用。贵州煤变质是多种变质类型综合作用的结果。 相似文献
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煤层作为岩石圈重要的碳库，被岩浆破坏和吞噬，直接加速了地质历史上岩石圈的碳循环。为揭示该过程中接触变质煤微形貌的变化过程和原因，本研究采集了皖北袁店二矿岩体外围不同热变质程度的接触变质煤样品，进行了煤质分析、可溶有机组分分离、气相色谱-质谱（GC-MS）、偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)等实验。结果显示，趋近岩体，样品挥发份、氢、氮、可溶有机质含量减少；灰分产率和镜质组反射率增加；可溶芳烃当中萘系列相对含量降低，菲系列相对含量升高。未受影响煤和浅热变质煤显微组分主要由胶质结构体组成，后者裂隙发育。天然焦主要由镶嵌结构体组成，局部发育形状不规则的脱挥发孔，孔径多介于20μm×50μm至50μm×150μm。火夹焦主要由多孔炭和炭微球组成：多孔炭富含圆形-椭圆形气孔，孔径多介于0.5～3μm，炭微球群发育在裂隙以及气孔内壁上。分析表明，趋近岩体，煤层热变质程度持续增加：浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的产物；天然焦是浅热变质煤脱挥发份、塑性形变所致；火夹焦是天然焦被岩浆进一步中间相化的结果。因此，本文认为，接触变质煤消失过程中微形貌的变化是煤岩组分热蚀变、脱挥发份、中间相化的... 相似文献
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摘 要 通过对湘中南龙潭煤系不同煤级煤样的煤岩学和有机地球化学研究概括了湘中南
龙潭煤系煤的有机显微组成和主要有机地球化学特征指出其中的气煤、肥煤和焦煤是具有
较高生烃潜力的烃源岩壳质组和基质镜质体是这一阶段煤中的主要生烃组分。 相似文献
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《International Journal of Coal Geology》1987,9(1):109-127
The influence of the intergrowth of macerals on the hydrogenation behaviour of two seam coals from the Ruhr district is investigated. Maceral concentrates of both coals were prepared. The maceral concentrates of each coal were mixed in such a manner, that the composition by macerals corresponded to that of the parent coal. Parent coals, maceral concentrates and the imitated parent coals by mixing maceral concentrates were hydrogenated under the same conditions. Feed materials and residues were characterized petrographically and chemically. Conclusions about the reactivity of the macerals itself, but also of their intergrowths could be drawn from the composition of the hydrogenation residues and of the conversion products. In spite of the same composition by macerals and identic total reflectograms of parent and imitated coals differences in portions and composition of residues were found. While the intergrowth of macerals (microlithotypes) of the low-volatile coal 2 seems to have a positive influence on the conversion of macerals, this seems to be opposite for the higher-volatile coal 1. Probably the lay open of the maceral surfaces has a positive effect on the hydrogenation of coal 2. Vitrinites and exinites proved to be very reactive as could be expected. They yield the highest portions of liquid and gaseous products. Inertinites participate in hydrogenation only with a very restricted reactivity. 相似文献
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可控电脉冲波增透技术作为低透气性煤层增透改造的理想措施之一，施工方案优化问题亟待解决。选择山西保德煤矿低透气性煤层，采用可控电脉冲波增透技术开展钻孔增透施工方案优化。试验结果表明，在钻孔内平均增透作业范围为131 m、冲击密度为0.5次/m条件下，增透钻孔组日均瓦斯抽采量较常规孔提高4.7倍，可控电脉冲波增透效果最佳。增透钻孔组日均瓦斯抽采量由高到低依次是5 m观测孔、15 m观测孔、30 m观测孔和增透孔，表明增透效果随着距离的增加逐渐衰减，影响半径确定为大于30 m。结合对比验证试验综合分析认为，可控电脉冲波能够显著提高煤层瓦斯抽采量，而冲击密度和钻孔内增透作业范围是增透效果的重要影响因素。在较硬煤层中以钻孔内平均增透范围100 m、0.5次/m冲击密度作业增透效果最佳。研究成果为可控电脉冲波增透技术在我国低透气性煤层的增透施工方案设计中提供参考。 相似文献
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浅埋煤层过沟开采在陕北矿区普遍存在,严重威胁着矿井安全生产和生态健康发展。覆岩采动裂隙及地表裂缝的发育是岩体微裂隙的延伸和扩展的结果,为更加系统地研究浅埋煤层过沟开采覆岩微裂隙的演化规律,以陕北安山井田125203工作面为背景,根据现场沟道剖面及钻孔资料,采用Particle Flow Code (PFC)数值模拟平台构建颗粒流数值采煤模型,模拟分析覆岩微裂隙的发育特征、数量变化规律和力链演化特征,揭示微裂隙的发育规律和地表裂缝发育机理。结果表明:浅埋煤层过沟开采过程中,覆岩微裂隙发育表现为“产生–延伸和扩展–聚合成群–贯通成缝”的动态演化过程;根据微裂隙的基本发育特征及分布规律,可将发育全程划分为非连续跳跃式、连续贯通式和横向扩展式3个微裂隙发育阶段;覆岩微裂隙数量随工作面推进距离的增大而增多,非连续跳跃式和连续贯通式发育阶段呈现指数增长特征,分别累计发育微裂隙547和2 867条,覆岩微裂隙逐渐发育至地表;横向扩展式发育阶段呈线性增长特征,累计发育微裂隙11 705条,微裂隙数量随岩层高度的增大而减小;覆岩力链演化过程中,强黏性力链的破坏致使微裂隙发育,局部产生应力集中,强黏性力链拱自下而上逐渐破坏并贯通至地表,导致微裂隙延伸发育至地表形成地裂缝,力链在未贯通岩层的微裂隙两侧和尖端及地表裂缝两侧形成强力链区,微裂隙处形成弱(无)力链区。该研究成果可为陕北矿区浅埋煤层过沟开采覆岩及地表损害防控提供理论指导。 相似文献
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根据区块煤田地质及煤层气地质勘查资料,对贵州保田一青山区块煤储层特征及煤层气含量进行研究。区内主要为中灰、相对富氢、低挥发分无烟煤。煤层气含量受埋深、构造、显微煤岩组分等因素影响。区块内地质构造较简单,含煤面积大（1009km^2）,煤层气资源丰度高,含气量较高,煤储层厚度大,可采性好,具备良好的煤层气开发地质条件,煤层气总资源量估算结果为2166．74×10^4m^3。老厂、地瓜坡勘查区煤层气资源量多,地质、交通等条件好,是煤层气开发的首选区。 相似文献
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煤是一种气候敏感型沉积物,为了查明煤层中蕴含的古气候信息及其演化控制因素,选取鄂尔多斯盆地南部延安组一段4号巨厚煤层为研究对象,通过系统密集采样,并测试煤的有机显微组分含量、主量和微量元素及有机质稳定碳同位素含量。利用煤岩显微组分、特征元素和碳同位素等方法,分别在该巨厚煤层内部识别出4个温湿-干热交替的古气候旋回,且识别结果非常一致;该结果与前人在邻区4号煤层中使用古植物含量系数法的识别结果也非常吻合。在此基础上,与前人在该巨厚煤层中识别出的米兰科维奇旋回信息进行比较,综合分析认为该巨厚煤层中古气候旋回的发育与演化主要受到天体轨道参数中偏心率长周期的控制。研究成果证实了方法的可靠性,阐明了古气候旋回的成因机制。 相似文献