大佛寺和胡家河4~#煤润湿性对比

采用室内测定煤的吸—疏水特征实验、煤粉末浸透速度法实验及煤-水溶液界面接触角测定实验,研究了大佛寺与胡家河井田4~#煤体润湿性特征。实验结果显示,煤的吸—疏水特征实验表现为整体胡家河4~#煤样疏水速率高于大佛寺4~#煤样;煤粉末浸透速度法实验表现出大佛寺4~#煤样润湿高度一直处在胡家河之上;接触角测定结果证明胡家河4~#煤样的接触角均大于大佛寺4~#煤样。以上实验结果均表明大佛寺4~#煤润湿性要好于胡家河4~#煤。使用表面活性剂水溶液测定煤的接触角揭示了胡家河4~#煤的润湿性较大佛寺4~#煤更容易被改善。该项研究表明煤层气井压裂过程亦或是排采作业过程,对大佛寺4~#煤储层进行改造要保证预留足够长的时间,而胡家河煤层气的开发要借鉴大佛寺的成功经验,同时利用自身煤储层易疏水优势制定有利的排采制度;向压裂液中加入适当表面活性剂改良煤体润湿性,可以解决煤层气开发过程中出现的压裂液返排不彻底、前期排水时间过长等问题。     

我国部分矿区煤的水润湿性研究

用快速照相法研究了我国部分矿区煤的水润湿性及其变化规律.研究证实,煤的水润湿性与煤的工业分析指标间没有明显的相关关系,而与煤的显微组分及有机质元素组成却有明显的规律性联系,煤中镜质组分含量越高,氧元素含量越高,其水润湿性越好,水力防尘效果也越好.     

煤的工业分析实验研究

煤的工业分析是评价煤质的基本依据,也被称作煤的技术分析或实用分析。在国家标准中,煤的工业分析包括煤的水分、灰分、挥发分和固定碳等指标的测定。利用工业分析结果,可以基本掌握各种煤的质量、公益性质及特点,以确定煤在工业上的实用价值。本文就水分、灰分、挥发分和固定碳的测定方法和原理进行了研究。     

关于测定煤水分、灰分、挥发分的体会

通过元素分析可以了解煤的化学组成及其含量,通过工业分析可以初步了解煤的性质,大致判断煤的种类和用途。本文通过煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定并对测试结果在实际工作中的体会作了简单的介绍。     

伊宁凹陷侏罗系主要煤层煤岩煤质特征

伊宁凹陷煤系地层主要分布于侏罗系中下统水西沟群(J1-2sh)八道湾组(21-23煤、27-29煤)、西山窑组(6-7煤、10煤),煤层厚度大,分布稳定,结构简单。研究结果表明:伊宁凹陷4套主要煤层显微组分以惰性组为主,镜质组次之,壳质组极少,自下而上惰性组含量逐渐增高,镜质组含量逐渐减少;煤质属低-中灰、低硫、中高-高挥发分、高-特高发热量不粘煤;煤的挥发分与灰分呈弱负相关关系,与全硫含量、发热量分别弱正相关。究其原因,传统的煤变质指标挥发分对于低变质长烟煤、不粘煤适用性较差。     

潘北井田主要可采煤层的煤质特征分析

肉眼鉴定煤岩成份以暗煤、亮煤为主、夹少量镜煤条带或透镜体组成;原煤干燥基灰分产率以11-1、16-3、5-1煤层灰分产率较高;各煤层原、精煤可燃基挥发分平均值以13-1煤层挥发分最高;16-3、11-1、5-1煤层发热量较低,主受灰分产率高和碳含量低的影响;13-1煤层磷属于低磷煤,其他煤层属特低磷煤;各煤层砷平均含量一般不超过5 PPm,低于有关工业部门砷含量不得高于5 PPm的求。     

低挥发分煤飞灰热处理过程中方石英的形成

为了解低挥发分煤飞灰热处理时方石英的形成机理,使用X射线衍射(XRD)分析方法对一台燃烧低挥发分煤的W型火焰锅炉的现场煤粉、飞灰及飞灰热处理样品的物相组成进行了研究。锅炉空预器飞灰和炉膛飞灰均没有方石英存在,在飞灰950℃热处理时仍未有明显的方石英生成,经1050℃热处理飞灰中开始有方石英生成,并随加热时间的延长而增加。飞灰中可转化为方石英的非晶质SiO2是由煤中的高岭石等粘土矿物分解得到的,即煤中高岭石在煤粉锅炉内短暂加热的过程中只分解生成莫来石和非晶质SiO2,不生成方石英。     

平顶山煤矿煤的物质组成特征研究

采用刻槽法在平顶山煤矿采取煤样,对所取煤样利用全自动煤岩系统进行煤显微组分含量测定以及采用手持XRF元素分析仪进行煤中元素含量测试。综合两项实验数据进行数理统计分析,测定结果表明平顶山煤矿煤中镜质组含量约72.97%、半镜质组含量约4.58%、壳质组含量约3.56%、惰质组含量约13.62%。可推断平顶山煤的物质组成特征有利于生成气态烃。煤中所含元素中Fe、S两种元素较为突出,Fe元素平均含量约为1977ppm,S元素平均含量约为4828ppm,两者在煤中可能以具体的矿物形式存在(如黄铁矿等),有助于提高煤生烃过程的转化率。     

平朔气煤显微组分的结构特征

用van krevenlen方程求取了平朔气煤显微组分芳香度f_a等结构参数。探讨了镜质组、丝质组和稳定组三种显微组分f_a与C/H原予比的关系。用傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析了显微组分的基本官能团。结果表明,各显微组分的f_a与C/H原予比之间有良好的线性关系:f_a=a_i+b_i(C/H)三种显微组分的基本化学结构官能团有所不同:稳定组中有较多的脂肪氢;存在有环烷类及较多的(—CH_2)_n—(n≥4)链烃结构,其中还具有羰基结构C=O和—CH_2—O—CH_3型醚键结构,也有部分[R—(?)—R]聚合体存在。镜质组中的氧主要以酚羟基形态存在,也有类似Ar—O—R的醚键结构。它与稳定组中的氧有着不同的存在形态。     

基于Elman神经网络的动力配煤发热量及着火温度的预测

针对采用实验法测定电厂动力配煤的发热量和着火温度存在操作繁琐和信息滞后较大等不足,建立Elman神经网络预测模型.该网络模型在学习过程中确定混煤的发热量和着火温度与单煤的水分、灰分、挥发分之间的非线性映射关系.模型利用单煤的水分、灰分和挥发分含量直接预测混煤的发热量和着火温度,预测结果误差较小.利用置信区间分析法对预测模型的预测效果进行检验.研究结果表明:预测模型具有较高的可靠性和置信度.     

煤和蓝藻的共热解特性研究

采用热重分析法,对神府煤和蓝藻单独热解及共热解(蓝藻掺混比,即蓝藻与干基混合物的质量比为5%,10%,20%,40%和80%)特性进行了研究。研究表明:蓝藻挥发分析出的极值温度比煤低,而且热解速率比煤快。蓝藻组成复杂、挥发分含量高且含有的不稳定键多,所以在较低温度下就会被破坏,从而以较高的速率挥发出去。当蓝藻与神府煤共热解时,低温下蓝藻的挥发分析出后,暴露出来的灰分覆盖在煤的表面,灰分中具有催化作用的碱和碱土金属会加快煤的热解反应,使煤的挥发分提前析出。当蓝藻的掺混比为40%和80%时,协同作用较明显,热解焦的产率比理论值低。     

韩城矿区煤岩显微组分测井预测

精准地计算煤岩显微组分是查明煤岩特征的关键。以韩城矿区主力煤层为研究对象,利用煤岩显微组分分析化验和测井资料,采用交会图相关性分析手段,筛选了镜质组和惰质组含量的敏感性测井参数。利用所优选的声波时差、补偿密度、相对自然伽马及电阻率4个敏感性测井参数,构建了镜质组含量、惰质组含量神经网络预测模型,进而利用计算的煤岩显微组分编绘了研究区5~#煤层显微组分平面分布图。研究结果表明,补偿密度与镜质组含量正相关,而声波时差、补偿中子、相对伽马、电阻率测井值与镜质组含量负相关,声波时差和补偿密度相关较好,相对伽马和电阻率次之,补偿中子较弱;惰质组与测井参数的相关性与镜质组相反。5~#煤镜质组含量呈现南北高,中部低;惰质组含量呈现东北高、西南低;矿物成分高值区主要位于东北部地区,西南部则相对较低。     

煤大分子堆垛结构的研究

根据镜质组煤微组分在中、低角区0.2nm~(-1)≤S≤4nm~(-1)(s=2sinθ/λ)的x射线散射强度分布,研究了煤大分子的堆垛结构.建立了由煤大分子弯曲层局部平行堆垛形成的3维结构单位。当镜质组煤微组分的Wc=84％～92％时,这种3维结构单位呈“似流体”分布。在Wc≈89％时这种“似流体”结构最为突出。     

利用煤镜质组反射率分布图计算其镜质组含量

将已知与未知镜质组含量的煤样按固定比例配制成混煤后测定其镜质组反射率,在得到的反射率分布图上,剥离出其中各单煤的反射率分布峰,依据峰面积之比推导出未知煤样的镜质组含量,即可在不增加测定工作量的情况下,同时得到测定煤的镜质组反射率数据与镜质组含量数据.目前这一方法仅限于测定煤为单煤的情况.     

高阶煤的吸附性能及其影响因素——以沁水盆地柿庄区块为例

对沁水盆地柿庄区块48件煤样进行煤岩测试、工业分析和平衡水等温吸附实验,分析了柿庄区块煤储层的吸附性能,探讨了高阶煤储层吸附性能的影响因素。实验表明,柿庄区块煤储层吸附能力较大,3号和15号煤平均兰氏体积分别为31.84 m3/t和33.00 m3/t,2层煤的兰氏压力中等偏低。研究表明,煤级是影响煤储层吸附能力的主控因素,兰氏体积随煤级的增大而增大,但当Ro大于3.2%时,兰氏体积逐渐下降。煤的吸附能力与镜质组含量呈正相关,与惰质组含量呈负相关,煤中水分和矿物的存在会降低煤储层的吸附性能。研究区兰氏压力的变化与兰氏体积相似。     

基础内因参数对煤自燃低温临界温度的影响

煤自燃低温氧化过程分为缓慢氧化阶段和快速氧化阶段,为研究内在因素对煤自燃低温临界温度的影响,首先在理论分析的基础上确定了挥发分、灰分、固定碳和C、N、S、H、O元素含量8个基础内因参数以及TJR、TCO和TO23个煤自燃低温临界温度表征参数,然后对7个煤样纯氧气氛下40~180℃的自热升温特征和空气气氛下30~180℃的气体释放进行实验测试,得到基础内因参数及表征参数数值,比较了不同表征参数间及基础内因参数间的关系.在灰色关联度分析的基础上,筛选出5个关联度高的基础内因参数与表征参数进行数学公式拟合.结果表明:3个煤自燃低温临界温度表征参数从升温、CO释放以及耗氧角度表现临界状况,数值大小虽有差异,但趋向性一致、相互印证;煤自燃低温临界温度与煤中挥发分和H、O元素含量负相关,与S元素含量关系不确定,其它因素对其影响小.     

采场应力和煤结构对煤与瓦斯突出的影响

本文通过具体实例,分析讨论了采场应力对矿井煤与瓦斯突出的控制作用;煤的物理性质对矿井煤与瓦斯突出的影响。研究表明:煤的灰分、挥发分含量直接影响着煤体瓦斯压力、含量及煤与瓦斯的突出。     

煤显微组分表面含氧官能团的XPS分析

氧原子作为煤中最丰富的杂原子,C-O官能团的形态对煤的性质有重要影响。为了研究煤岩显微组分的含氧官能团,对手选高纯度镜质组和惰质组进行了XPS分析和化学计算。结果表明,煤岩组分的元素组成以C、O为主,含少量的N和无机矿物元素。其中的氧主要以-OH、-O-、COO-和SiO_2形式存在。C-C、C-H、C-O单键和COO-是碳的主要存在形式。镜质组中的脂肪族侧链和-OH基团较多;惰质组中-O-的原子浓度明显高于镜质组,而COO-略多于镜质组。镜质组表面总极性含氧官能团数量更多。研究结果有助于全面认识煤的结构和性质。     

煤显微组分的浮选法分离及其富集物燃烧性能

本文主要对七种煤进行了显微组分的分析和分离。并对不同比例显微组分混合物的发热量、燃烧以后的残碳量进行测定,发观镜质组富集物比丝质组富集物发热量高;而燃烧后残碳量,丝质组富集物比镜质组富集物低。     

水热处理对褐煤性质及型煤抗压强度的影响

针对褐煤资源难以有效利用的现状,采用水热处理法进行褐煤改质成型实验,分析水热处理对褐煤性质及型煤抗压强度的影响。结果表明,经过水热处理后的褐煤,酚羟基和羧基含量明显降低,饱和烷烃有所增加;随着水热处理温度升高,煤中内在水分、挥发分降低,型煤的抗压强度提高。该研究为褐煤的进一步加工利用奠定了基础。