考虑煤基质压缩效应的煤全孔径分布特征研究

摘要

采用单一煤孔隙结构表征方法只能对某一孔径范围内的孔隙结构进行表征,联合压汞法和低温液氮吸附法可表征煤全孔径分布特征,然而煤基质压缩效应会给孔径分布测量结果带来误差,且目前的研究均未考虑煤基质压缩效应对孔径分布测量结果的影响。为研究不同变质程度煤全孔径分布特征,选取4种煤样进行压汞和低温液氮吸附实验。当汞压为0.124~20 MPa时,煤基质被压缩,孔隙结构发生变形,且随着汞压增加,煤基质压缩效应逐渐明显,孔隙结构变形程度逐渐增加;当汞压为20~206 MPa时,煤基质压缩效应显著,孔隙结构遭到破坏。考虑煤基质压缩效应的影响,提出了一种联孔分析原则:将联孔分界点设定为62.35 nm(汞压为20 MPa时对应的孔径为62.35 nm),当孔径小于62.35 nm时,采用低温液氮吸附法分析孔体积和比表面积;当孔径大于62.35 nm时,结合煤基质压缩性系数对压汞法所测累计进汞体积进行校正来分析孔体积和比表面积。结果表明:微孔和过渡孔对比表面积的贡献最大,中孔及大孔对孔体积的贡献最大;煤样变质程度越大,微孔和过渡孔对比表面积的贡献越大,中孔及大孔对孔体积的贡献越大。