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为了探究煤系石墨形成过程中结构演化及不同石墨化程度无烟煤和石墨的热反应行为，选取湖南新化系列变质程度无烟煤和煤系石墨为研究对象，通过X射线衍射（XRD）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对其结构进行表征，并结合程序控制升温法（TPO）分析不同变质程度无烟煤和煤系石墨的热反应行为。结果表明，随变质程度的增加，碳结构由无烟煤中的无定形态转变成石墨的三维有序C原子点阵。系列石墨化煤是由多种有序度不同的碳结构相组成，体现了其结构非均质性，碳结构相含量及分布随变质程度而逐渐变化，石墨化程度最高的煤系石墨中主要为石墨微晶集合体，但依旧含有结构缺陷。无烟煤和煤系石墨中碳结构的多相性和不均匀分布是影响其热反应行为的重要原因。 相似文献
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超无烟煤（也称变质无烟煤）中广泛发育石墨微晶，为深入分析煤中石墨微晶产出特征及成因，以福建省永安煤田典型样品为例，采用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等测试方法，识别并分析煤中石墨微晶的光学性质、物质组成、晶体结构等特征，并探讨其成因。结果显示:石墨微晶主要产出于煤中微裂缝和空腔内，多数具有类似于石油焦的纤维状显微结构，可见气泡膜状结构；石墨微晶最大反射率为9.29%~10.83%，远远高于煤中原有显微组分；正交偏光加石膏试板观测条件下，石墨微晶呈现一级黄、二级蓝干涉色以及镶嵌状、区域状、纤维状等显微结构，局部定向性明显。扫描电镜加电子探针探测显示，石墨微晶多呈鳞片状并见流动状结构和气孔构造，同时显示出纯碳特点。高分辨率透射电镜观测到石墨微晶晶格条纹呈平直定向排列，选区电子衍射呈现典型的石墨晶格环斑模式。初步分析认为，煤中石墨微晶的碳质来源于高度熔融的（变）壳质组和富氢（变）镜质体，热源为侵入煤田周边及盆地底部的燕山期花岗岩，熔融含碳物质在孔缝空间内汇聚流动并在高温下脱除杂质元素，然后在强大岩浆侵位压力下结晶形成秩理性显著的石墨微晶；同时，也不排除渗出沥青质体再次活化形成研究区煤中石墨微晶的可能性。移动阅读 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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本文采用核磁共振(H'—NMR)分析,对来自鄂尔多斯盆地不同煤级煤(?)0.43%—1.80%),的沥青质结构组成特征和演化机理进行了探讨。研究表明煤沥青质分子结构组成与腐殖型母质密切相关,其基本结构单元可能是核心由2~3以上的芳环组成,取代烷基较多而短,以2~3个碳原子为主,芳香缩台程度低,结构松散．沥青质在热演化过程中和平酪根一样也经历了形成、解聚、凝缩和聚合等演化阶段。依据实验得到的沥青质各类氢相对含量、取代基的平均碳数和芳香度等结构参数不仅丰富了煤系热演化程度的指标、揭示了煤成烃的机理,而且为油源对比提供了新参数．经过数据处理所建立的各参数间的相互关系,如f_a~H与H_A和B,为直接利用H'—NMR资料提供了方便。 相似文献
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构造煤与原生结构煤的显微傅立叶红外光谱特征对比研究 总被引：3，自引：0，他引：3
通过对平顶山、郑州和南票三大矿区石炭二叠纪含煤岩系中高煤级烟煤和无烟煤的显微傅立叶红外光谱分析，探讨了原生结构煤与构造煤的有机大分子结构演化特征及其影响因素。结果表明，构造应力有利于煤中氢发生化学环境转移，使脂肪烃含量相对减少、稳定的芳香烃含量相对增加，促进煤大分子结构缩合度和有序度增加。 相似文献
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黄铁矿表面的扫描隧道显微镜研究 总被引：3，自引：0，他引：3
为了探讨硫元素在煤中的赋存，对煤硫元素的主要载体黄铁矿的表面进行了扫描隧道显微镜研究，在硅油保护下得到了黄铁矿表面高分辨率图象。根据黄铁矿晶体结构的几何分析，所观察到的是黄铁矿｛２２０｝表面的原子分布，黄铁矿的能带结构资料及前人在这方面的研究均表明，用扫描隧道显微镜应首先观察到黄铁矿表面的铁原子，但作者首先观察到的却是黄铁矿表面的硫原子，此外，作者根据所获得的实验结果认为。无论是在｛２１０｝文向还 相似文献
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东秦岭北缘煤的变质作用与板块构造的关系 总被引：2，自引：1，他引：2
以河南省东秦岭造山带北缘山西组二１煤层的煤岩、煤质、煤有机地球化学和“晶核”结构的综合研究为前提，结合板块构造和地球物理场的研究分析，认为该区二１煤的变质热源主要与长期复杂的板块俯冲、Ａ型碰撞所引起的地壳结构调整而使前陆盆地区岩石圈结构变化，大地热流急增的结果有关。二１煤的变质主要经历了早期（印支期前）的区域深成变质（达肥－气煤）和后期（印支－燕山期）的典型异常热变质作用（达无烟煤－高阶无烟煤）。 相似文献
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经过10余年的资源勘查和多学科的综合研究,已基本查明滇东北(昭通市)早石炭世无烟煤的分布、煤质特征及主要利用方向。与国内外其他地区、其他时代的无烟煤比较,本区无烟煤内在矿物质含量极低、有机组分中主要成分为无结构镜质体,有机质中C、H元素高达97%,H/C原子比为0.5。结合X衍射分析(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)研究结果,该区无烟煤有机质的化学组成与分子构型与沥青中间相炭微球(MCMB)类似。一系列实验表明,经选别制备的超低灰无烟煤是多种中、高端新型炭材料和炭素的优质原料。有序而保护性地开发利用该区资源,对我国经济建设和社会发展具有重要意义。 相似文献
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黑龙江省无烟煤资源不足，产量缺口较大，寻找新的无烟煤资源是迫切的任务，黑龙江省无烟煤产生上石炭世珍子山组和早白垩世城子河组。受区域变质，动力变质和接触变质等多种因素影响，珍子山组无烟煤资源前景不如城子河组，城子河组无烟煤主要分为以区域变质为主和以接触变质为主两大类。从横向上和垂向上各种物理，化学指标分析，其变质规律基本符合希尔特定律，这也是进一步找煤的基本理论基础。 相似文献
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永和井田地处沁水煤田腹地,面积36．21平方公里。并田内稳定可采煤层共有三层,即3号、9号和15号煤层。区内各煤层物理性质基本相同,表现为黑色或灰黑色,条痕为深黑色,玻璃—强玻璃光泽。硬度一般为3—4,有一定的韧性,内生裂隙不太发育,参差状及贝壳状断口。以半亮—光亮型煤为主,局部可见半暗型,宏观煤岩组分以亮煤为主,少量的暗煤或镜煤。3号煤以低灰为主,少量中灰,特低硫,低磷为主、中磷次之,高固定碳,高热值的无烟煤,具有浮煤回收率良好等特性。9号、15号煤为低—中灰,中硫为主,少量富硫,特低磷的无烟煤。3号煤层可用作气化用煤和合成氨用煤,经洗选后也可用作高炉喷吹用煤。15号煤层主要作动力用煤。 相似文献
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Kerogen plays an important role in shale gas adsorption, desorption and diffusion. Therefore, it is necessary to characterize the molecular structure of kerogen. In this study, four kerogen samples were isolated from the organic-rich shale of the Longmaxi Formation. Raman spectroscopy was used to determine the maturity of these kerogen samples. High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), 13C nuclear magnetic resonance (13C NMR) , X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy were conducted to characterize the molecular structure of the shale samples. The results demonstrate that VReqv of these kerogen samples vary from 2.3% to 2.8%, suggesting that all the kerogen samples are in the dry gas window. The macromolecular carbon skeleton of the Longmaxi Formation kerogen is mainly aromatic (fa’=0.56). In addition, the aromatic structural units are mainly composed of naphthalene (23%), anthracene (23%) and phenanthrene (29%). However, the aliphatic structure of the kerogen macromolecules is relatively low (fal*+falH=0.08), which is presumed to be distributed in the form of methyl and short aliphatic chains at the edge of the aromatic units. The oxygen-containing functional groups in the macromolecules are mainly present in the form of carbonyl groups (fac=0.23) and hydroxyl groups or ether groups (falO=0.13). The crystallite structural parameters of kerogen, including the stacking height (Lc=22.84 ?), average lateral size (La=29.29 ?) and interlayer spacing (d002=3.43 ?), are close to the aromatic structural parameters of anthracite or overmature kerogen. High-resolution transmission electron microscopy reveals that the aromatic structure is well oriented, and more than 65% of the diffractive aromatic layers are concentrated in the main direction. Due to the continuous deep burial, the longer aliphatic chains and oxygen-containing functional groups in the kerogen are substantially depleted. However, the ductility and stacking degree of the aromatic structure increases during thermal evolution. This study provides quantitative information on the molecular structure of kerogen samples based on multiple research methods, which may contribute to an improved understanding of the organic pores in black shale. 相似文献
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滇黔北探区赋煤向斜众多,多薄煤层发育,含气量较高,煤层气资源丰富,是筠连外围重要的拓展区块。基于大量煤田孔及煤层气试验井,分析煤层气地质条件,建立多层合采有利区优选评价方法:多层次模糊数学+关键指标法。首先,基于层次递阶优选构建评价模型并确定关键指标,明确关键指标为合采系数、煤体结构、含气量,其中,合采系数由最优合采跨度及合采累计煤厚构成,并给出关键指标的定量评价表,然后,运用模糊数学计算公式,得到储层评分结果,最终获得多层合采有利区优选结果。结果显示:研究区晚二叠世龙潭组/宣威组煤层最多可达到20层以上,可采煤层一般3层左右,煤层总厚度一般在6 m以上,煤层层数及煤层厚度由东南向西北逐渐减少或减薄。大部分区域主力煤层为C5(M11)煤层,厚度一般在2 m以上,其灰分质量分数平均为27.73%,为中灰煤,煤级主要为贫煤–无烟煤。各向斜主力煤层含气性差异性较大,含气量最大可达到30.53 m3/t。研究区煤体结构以原生结构煤和碎裂结构煤为主。以C5(M11)煤层分别向上或向下合采计算合采系数,由此形成了两个合采层段,多层合采Ⅰ类有利区主要位于研究区可乐向斜中西部,牛场–以古向斜南部,镇雄向斜南部,庙坝向斜东南部,洛旺向斜中西部,石坎向斜中西部。 相似文献
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对福建、京西地区高煤级Ⅲ无烟煤煤样分别进行了30℃条件下的甲烷等温吸附试验。结果显示,高煤级Ⅲ无烟煤对甲烷的吸附量要低于相同条件下的烟煤和高煤级Ⅰ、Ⅱ无烟煤。通过综合分析煤样的低温液氮吸附试验结果及其孔隙特征,结合煤结构理论和前期研究成果,分析认为:高煤级Ⅲ无烟煤的孔隙发育不均衡性、比表面积与孔容极小性以及芳香度高度缩合性,导致了其对甲烷的吸附空间大大减少,对甲烷的吸附量显著降低。研究成果对于丰富完善煤吸附气体理论,指导高煤级Ⅲ无烟煤地区矿井瓦斯治理及地面煤层气勘探开发都具有重要意义。 相似文献
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Flame coal (Janina Mine, Poland) was an object of geochemical analyses for changes caused by the process of microbial desulphurisation. Ash content, beryllium, chromium, zinc, cobalt, lithium, manganese, copper, molybdenum, nickel, lead and vanadium concentrations were investigated in coal extracts, its macromolecular part, semi-coke and polar compound fractions of extracts and pyrolysates of crude and biodesulphurised coal density fractions. The macromolecular part of extracted density fractions was pyrolysed giving semi-coke and pyrolysate. These were separated into aliphatic hydrocarbons, aromatic and polar compounds by thin layer chromatography (TLC). Distributions of aliphatic and aromatic hydrocarbons in pyrolysates of the crude and desulphurised coal density fractions were compared by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). Extracts, extracted density fractions, semi-coke and polar compound fractions were analysed for concentrations of trace elements. In the crude coal their concentrations in the macromolecular part are related only to coke. However, in the desulphurised coal the participation of the particular trace element increases in pyrolysate polar compound fractions. Its values are in the range from 1% (Mn) to 100% (Cr and Mo). These changes are the best seen in the 1.80-2.30×103 kg/m3 density fraction. Very high concentrations of trace elements were found in pyrolysate of desulphurised coal density fraction. This can be explained by the partial decomposition of coal macromolecule resulting from desulphurisation. Significant side-cleavage of peripheral groups and lighter aromatic hydrocarbons is possible. The effects of bacterial influence were manifested by the increase of polar compounds contents both in pyrolysates and extracts of the desulphurised coal and changes in distribution of aliphatic and aromatic hydrocarbon as pyrolytical products. These effects increase with mineral substance contents. Moreover, the increase of trace element concentration in coal organic matter occurs. It is reflected by the increase of participation of coal pyrolysate polar fraction in the total concentration of analysed elements in the macromolecular part of a given density fraction. The presented results are a part of the larger research aimed to find an influence of desulphurisation on chemical and technological properties of coal. 相似文献
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湖南省煤的热谱特征及其研究意义 总被引：1，自引：0，他引：1
煤的热谱(DTA、DSC、TG)特征与煤的其他物化特征参数一样,是煤大分子结构特征的反映,可作为研究煤化作用的参考和无烟煤分类的辅助标志。本文介绍了湖南省不同变质程度煤的热谱特征和试验所发现的热谱曲线、峰温与煤及瓦斯突出强度、无烟煤三小类的关系,并试验证明利用热分析曲线进行煤层对比的可能性。 相似文献
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应用高分辨率透射电镜研究变质系列镜质体和丝质体以及热解碳的物理结构特征表明,随煤级增高,镜质体的基本结构单元(BSU)的平均长度及缩聚芳香层平均环数NC呈增加的趋势;衍射环数增多,环的弥散程度减小,最终出现弧状;表明镜质体的BSU在变质过程中长大,定向性增强,VRo,max=6.50％是阶跃点,当VRo,max>6.50％,BSU突然定向排列。获得了很难获得的低煤化烟煤(VRo,max=0.66％)的高分辨图像,它的BSU尺寸小,无序排列。对丝质体和热解碳高分辨图像的首次研究发现,前者有序性差,随煤级演化的速度较镜质体慢,后者有序性好。 相似文献