基于低温氮吸附和压汞法的焦煤孔隙结构研究

摘要

为了明确平顶山十二矿深部焦煤孔隙结构特征,采用低温氮吸附法和压汞法相结合对其软硬煤进行实验研究,并利用Menger海绵模型对压汞法所测参数进行孔隙结构分形。结果表明:软硬煤低温氮吸附等温线均接近IV型等温线,软硬煤发育较为一致,有较小的滞后回环,微孔、小孔孔隙类型主要是一端封闭的不透气性孔及封闭孔,中孔以上孔隙以开放性透气性孔为主,软煤中还有部分墨水瓶型孔;压汞法测得软煤孔面积为5.058 m^(2)/g,孔体积为0.0375 cm^(3)/g,硬煤孔面积为4.641 m^(2)/g,孔体积为0.0368 cm^(3)/g;软硬煤孔径分布较为一致,吸附空间集中在微孔、小孔,较高的微孔比例有利于瓦斯的储存;焦煤煤样孔隙特征呈“两极化”分布,大孔、可见孔和裂隙比较发育,构成煤的渗透容积,有利于平顶山十二矿煤层瓦斯的流动与抽采,但是较少的中孔孔隙比例可能会造成瓦斯产出运移通道不畅;软硬煤渗流孔具有明显的分形特征,吸附孔分形维数普遍高于渗流孔分形维数,说明微小孔孔隙结构更为复杂,不规则性较强。