构造煤甲烷吸附表面能研究.pdf

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1、第42卷第1期煤田地质与勘探Vol.42No.12014年2月COALGEOLOGY&EXPLORATIONFeb.2014文章编号:1001-1986(2014)01-0031-04构造煤甲烷吸附表面能研究简阔,张玉贵,赫少攀，高然超(河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454000)摘要:煤的表面能是致使煤具有吸附性差异的根本原因。通过分析动力变质作用对构造煤结构和组分的影响，借助甲烷等温吸附实验，计算了不同温度下随着压力增大，原生结构煤和构造煤吸附甲烷的煤表面能的变化情况，并从构造煤动力变质角度分析了

2、其表面能变化的原因。结果表明：动力变质作用对构造煤结构和组分改造作用明显，构造煤比共生的原生结构煤微孔隙更发育，吸附能力更强；计算结果也表明，随着温度的升高和压力的增大，构造煤吸附甲烷的表面能降低值均大于共生的原生结构煤，构造煤吸附甲烷的能力更强。关键词：构造煤；动力变质作用；甲烷吸附表面能中图分类号：P618.13文献标识码：ADOI:10.3969/j.issn.1001-1986.2014.01.007ThesurfaceenergyofmethaneadsorptionoftectoniccoalJIA

3、NKuo,ZHANGYugui,HEShaopan,GAORanchao(SchoolofSafetyScienceandEngineering,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000,China)Abstract:Thefundamentalreasonofcoaladsorptiondifferenceiscoalsurfaceenergy.Inthispaper,theeffectwhichisfromdynamicmetamorphismontectonicco

4、alstructureandcomponentswasanalyzed.Intheprocessofadsorptionofmethane,usingmethaneadsorptionisothermexperiments,wecalculatedthesurfaceenergychangeofprimarystructurecoalandtectoniccoalatdifferenttemperatures,andcausesofsurfaceenergychangeoftectoniccoalwereana

5、lyzedfromtheperspectiveofdynamicmetamorphism.Theresultsshowthatthetransformableeffectwhichisfromdynamicmetamorphismonstructureandcomponentsoftectoniccoalisobvious,themicroporesstructureoftectoniccoalismoredevelopedthansymbioticprimarystructurecoal,andthetect

6、oniccoalhasstrongeradsorptioncapacity.Thecalculationresultsalsoshowthat,boththelowervalueofsurfaceenergyandad-sorptionmethanecapacityoftectoniccoalare.largerthansymbioticprimarystructurecoalwiththeincreaseoftemperatureandpressure.Keywords:tectoniccoal;dynami

7、cmetamorphism;thesurfaceenergyofmethaneadsorption关于煤表面能的研究在国内外较少报导，由中国1样品与实验科学院地质研究所的吴俊﹑何学秋等虽初步计算了[1-2]煤表面能，但却未从微观角度深入分析煤表面1.1样品能。煤作为孔隙极为发育的物质研究已久，已证实原生结构煤和构造煤的对比煤样采自平顶山矿构造煤变质程度比共生的原生结构煤高一些，但是区平煤五矿已16-17煤层，煤种为肥煤。煤质特征如[3-4]煤表面的吸附机理和表面性质尚不清楚。本文通表1所示。过用甲烷等温吸附试验

8、获得数据，据此来计算原生表1煤样的工业分析结构煤和构造煤的表面能降低值，并从动力变质作Table1Proximateanalysisofcoalsamples用角度探讨构造煤表面能的变化规律，最后将两者煤样编号煤体类型Mad%Ad%Vdaf%结合起来，共同研究原生结构煤和构造煤各自的吸N原生结构煤1.434.4529.53D构造煤1.805.5027.51附性能。收稿日期:2012-1