评价煤大分子结构芳香性及缩合程度的研究

通过对煤大分子中脂肪边基和杂原子的校正,使煤大分子与氢化芳香碳氢化合物等效,研究了煤大分子结构的芳香性和缩合程度,得到了与煤大分子结构性质基本吻合的结果。     

分子模拟在煤大分子结构演化研究中的应用及进展

在对分子模拟原理介绍的基础上,对分子模拟在煤大分子结构演化研究中的应用及主要进展进行了分析。在以下几个方面取得了4点显著进展：煤大分子结构模型能量的计算与优化;煤分子结构的煤密度模拟计算;煤分子之间及与其他分子的相互作用;煤分子结构及性质的演化。     

煤大分子结构研究的进展

评述了关于煤大分子结构和煤大分子堆垛结构研究的最新进展，提出了煤大分子结构“复杂多变”和“有序”的观点。建议将煤大分子结构划分为碳原子骨架（基本结构单元）、交联网络和边缘基因三个级次。     

煤大分子结构与煤变质程度关系的实验研究

本文陈述了应用Traube定律[1]通过煤真密度与其化学组成的关系建立起来的煤结构分析方法，研究了煤大分子结构随煤变质加深的变化规律，对用煤化学组成和煤结构划分煤变质程度等问题进行了初步探讨。     

煤的导电机理研究

本文用南桐煤田煤样研究了煤的导电性，并初步探讨了煤的导电性与煤大分子结构的关系．本文的研究结果对于煤的导电特性的研究及煤的气化均有一定的参考价值：图２，表３，参５。     

煤的结构模型及其电极化特征的研究

研究了采自四川鱼田堡、南桐和青年等三个煤太和的煤样的大分子结构，建立起了煤的结构模型。在此基础上对煤在外电场的极化特征进行了实验研究和理论分析，结果表明，转向极化和空间极化是引起通过煤样中的电流发生衰减的本质原因，且空间极化是煤极化的主要形式。     

煤的分级萃取与组成

对6种煤进行分级萃取, 按PBM法与NIST谱库化合物质谱数据进行计算机检索对照, 根据置信度或相似度, 并辅之以GC/FTIR数据确定化合物的结构. 检测出多种生物标志物,揭示了煤分子结构的复杂性, 实验结果表明, 随着煤化作用加深, 煤样中缩合程度加大.     

电磁辐射作用下煤中自由基影响瓦斯突出的研究

目前煤与瓦斯突出灾害仍时有发生,非常严重。本文着重从突出煤的微观分子结构方面寻找瓦斯的来源。理论分析化学变化和粒子相互作用在煤与瓦斯突出过程中的影响,并建立一套电磁辐射实验方案力求通过实验研究含瓦斯煤岩在电磁辐射作用下其物质粒子移动或相互作用,研究煤的大分子结构中部分烷基(CH3-、CH2=CH-)和氢(H-)发生断裂和结合生成新的甲烷或瓦斯的可能性,创新煤层瓦斯灾害防治基础理论。     

煤储层物性对甲烷解吸及采出的影响

影响煤层气解吸采出的诸多因素作用于煤储层,体现为煤储层允许煤层气扩散渗流或导流的能力,所以在研究气体解吸特性时煤储层自身的物性值得重点探讨。基于这一点,对比研究了高低煤阶煤的物性差异,探讨了其对气体解吸采出的影响。研究表明,低煤阶煤分子结构较松散,孔隙度高,高煤阶煤分子结构紧密,孔隙度低,降压解吸过程中低煤阶煤物性变好,高煤阶煤物性变差。罐装煤样解吸和室内模拟实验揭示,物性是决定气体解吸的关键要素,这也是低煤阶煤储层含气量低但仍具有很大开发潜力的根本原因。低煤阶煤层孔渗较好,压降传播快,在开采过程中可形成自卸压效应。高煤阶煤层孔渗较差,压降传播慢,为了提高单井产量必须采用大型压裂或分支井技术等措施。     

神府煤流化床低温氧化煤分子中活性基因的变化

对神府大柳塔2^-2煤样在流化床反应器中进行氧化实验，并对氧化后的系列煤样进行了FTIR分析；讨论了氧化过程中煤分子结构中含氧官能轩、脂肪族及芳香族主要基团的变化规律。     

镜煤红外光谱分析

本文用付氏变换红外光谱仪测试了煤样的红外光吸收谱,就煤的红外光主要吸收带的归宿进行了详细分析,同时还研究了煤大分子中主要基团含量随煤变质加深的变化规律以及用煤大分子结构异常特征预测煤和瓦斯突出潜在危险性。     

突出区煤的化学组成和大分子结构研究

对突出区煤大分子的组成和结构及其与突出危险性的关系进行了研究。提出了镜质组试样真密度的计算公式，并改进了缩合环指数的计算式。     

南桐煤矿煤体结构的差异性及对瓦斯突出的影响

本文在系统研究南桐煤矿不同煤层煤体结构特征及其差异性的基础上,从煤层厚度、结构、煤岩、煤质等方面,分析了相同地质构造部位不同煤层煤体结构破坏的内在因素及其预测方法。阐述了在地质构造基本相同的情况下,煤体结构对瓦斯突出的控制作用。根据不同煤层煤体结构特征及其差异性,对该矿4~#,5~#,6~#煤层瓦斯突出的危险程度进行了分析和评价。     

煤基富勒烯的制备研究

以 1 4种国产煤为原料 ,用电弧等离子体蒸发法制备富勒烯 .富勒烯产品的表征采用质谱、紫外光谱、红外光谱及高压液相色谱技术 .考察了煤样的基础性质对富勒烯产率的影响 .结果表明 ,由实验所用煤种均可制得富勒烯 ;原料煤本身的化学结构和组成影响富勒烯的产率和分布 ;由某些煤得到的富勒烯中 ,C70 的含量较之以石墨电极为原料时的含量要高得多 .     

九龙矿构造煤压力作用下孔隙结构及分形变化特征

为探究邯郸九龙矿构造煤在压力作用下对煤孔隙结构造成产生的影响,选取九龙矿瓦斯突出煤层-山西组2号碎粒煤及碎裂煤为研究对象,对煤样进行加压处理,并利用低温氮吸附仪对加压前后的煤样进行低温氮吸附实验。利用传统低温氮实验数据定性分析和分形理论定量分析的方法,对实验前后煤样孔隙发育规模和结构变化进行对比分析。实验结果显示：压力对煤中的孔隙结构会造成一定的影响,加压后的碎粒煤孔隙结构变化情况较小,碎裂煤孔隙结构变化较为明显。碎粒煤孔容贡献基本不发生变化,碎裂煤孔容贡献度会发生变化,且孔容贡献度占比会更倾向于更小的孔径,表明压力在对煤产生影响时,孔径小的孔径对压力反应比孔径大的孔径反应更明显。碎裂煤和碎粒煤比表面积贡献均为较小的孔径,基本在2~4 nm左右波动,比表面积孔径贡献范围有轻微后移,但幅度不大。碎粒煤和碎裂煤在加压前后,微孔的分形维数高,拟合度均为0.99以上,小孔和中孔的分形维数较高,拟合度均为0.94以上。加压后,碎粒煤的煤样微孔复杂情况具有更简单的趋势,中孔和小孔的复杂情况具有更复杂趋势,但趋势均不明显,而碎裂煤在微孔的孔隙情况有轻微的变简单,在中孔和小孔的孔隙情况有变复杂的趋势,且趋势较为明显。九龙矿2号碎裂煤储层改造可以考虑在本煤层或在顶底板围岩进行水力压裂,而碎粒煤则需要通过水力冲孔出煤卸压或在顶底板围岩进行水力压裂。     

Relationship between nanoscale deformation of coal structure and metamorphic-deformed environments

The relation between coal structure (including molecu-lar and pore structures) and metamorphism has been dis-cussed over a century. It has seldom involved nano-scale structure deformation of coals and its metamorphism- de-formed environment, especially the factor of stress influ-ence on nano-scale structural deformation. Instead the influence of temperature and pressure on the coal structure has been the primary focus. As a result, part studies indi-cated that temperature is the main factor th…