煤岩组分与高压电选关系的研究

通过对不同煤岩组分的介电性质及其在电选机上分选行为的研究,指出不同煤岩组分介电常数有较大差异,镜煤、亮煤及富含稳定组的暗煤介电常数较小,而富含惰性组和矿物质的暗煤和丝炭介电常数较大。由此可知,电选可以进行岩相选矿,除去煤中有害杂质丝炭,对煤炭产品深加工具有重要意义。     

宁东矿区洗选精煤煤岩组分分离研究

为了探究按煤岩组分工业化分选宁东矿区不粘煤-弱粘煤的方法及其可行性。采用浮沉离心法并选取宁东矿区羊场湾煤矿配套洗煤厂的洗选精煤,按接近于煤岩各组分临界点的密度液借助离心分离法分离惰质组分。结果表明磨矿粒度越细越有利于接近惰质组密度的产物产率提高。分离产物的元素分析和挥发分关系与已知煤岩组分的关系相似但有差异。1.34g/cm～1.38g/cm和＞1.38g/cm密度级产物的FTIR谱图的特征吸收峰与惰质组特征相似。显微煤岩分析结果表明：按1.34g/cm和1.38g/cm密度级通过浮沉离心法分选出惰质组含量为32.23%和40.35%的产品及惰质组含量达到57.31%和63.9%的产物,实现了一定程度上分离脱除惰质组的目的。     

顶峰山矿区39号煤层的煤岩学与煤相特征

利用煤岩学和沉积地球化学相结合的方法,从煤岩学、沉积学、古植物和沼泽水介质动力条件等方面对福建龙永煤田顶峰山矿区二叠系童子岩组主采39号煤层进行了研究,结果表明：39号煤层的煤相包括4种类型,即闭流沼泽相、障壁岛－泻湖沼泽相、强覆水森林沼泽相和浅覆水森林沼泽相,其中强覆水森林沼泽相是该煤层煤相类型的主体,在沼泽演化过程中占有主导地位;沼泽覆水深度的变化会引起煤相组合和旋回结构的相应变化。煤层从下而上由浅覆水森林沼泽相、强覆水森林沼泽相和弱覆水森林沼泽相等组合而成,韵律明显。沼泽水动力条件同样经历了由弱-强-弱的演化过程,沼泽水流具有由滞流-活动-滞流的周期性变化特点,泥炭沼泽水介质总体上处于弱-强还原环境;该煤层在其形成过程中不断受到海陆两方面的影响,泥炭沼泽发育过程呈现出波动式变化,导致泥炭沼泽类型呈跳跃式演化,从而形成了一套海陆交互相的成煤沼泽环境,表现为障壁岛－泻湖沉积体系的沉积特征。     

煤岩组分解离与分选的研究

煤岩组分的充分解离是实现有效分选的前提。文章综述了国内外学者建立的矿物及煤岩组分解离模型、煤炭超细磨以及煤岩组分的分离选别的研究现状 ,重点评述了国内外矿物解离模型。     

神华煤直接液化残渣中重质油组分的分子结构

对0.1 t/d煤直接液化连续实验装置中获取的神华煤液化残渣的重质油组分进行分子结构的研究,通过元素分析、分子量的测定等常规方法的分析和傅立叶变换红外光谱分析、核磁共振、裂解色谱质谱等物理仪器方法的分析,得到了重质油组分的平均分子量为339,平均分子式为C25H31O0.2N0.26,主要结构是2~3环的芳香烃,其中有些已部分饱和成环烷烃,芳香环及饱和环上存在烷基取代基,取代基的链长不一,平均为9~10个碳,以及含有少量氧和氮原子处在环上形成杂环.     

神华煤直接液化残渣中沥青烯组分的分子结构研究

对神华煤直接液化残渣的己烷不溶苯可溶物--沥青烯组分--进行了分子结构特性的研究.分析得到其平均分子量为1 387,平均分子式可写成为C₁₀₁H_90.7O_3.6N₂.从其分子内部结构来看：它的主要结构由多环稠合芳香烃和芳环上存在的烷基取代基组成,其中少量芳香烃已部分饱和,取代基的链长不一,平均为13个碳原子.此外,沥青烯还含有少量氧和氮原子处在环上形成杂环,并存在少量羟基和醚基.     

艾尔加煤的煤岩与煤质特性及炼焦配煤关键问题分析

我国焦化行业对优质炼焦煤需求不断增长,但面临日益严重的优质炼焦煤短缺和煤质下降问题,而俄罗斯远东地区的强黏结性低硫炼焦煤是我国炼焦配煤的良好补充,其与国内高硫肥煤和焦煤存在成焦特性差异但具有煤质互补性,配煤炼焦时有利于稳定焦炭质量。系统分析南雅库特煤田艾尔加煤的煤岩、煤质、黏结成焦特性以及煤灰化学成分,对炼焦配煤的关键问题进行分析。结果发现：艾尔加煤为典型的肥煤,黏结性强、胶质层厚度大、流动性好、膨胀度高,在炼焦配煤中可以发挥良好的作用;艾尔加煤的灰分、硫分含量低,有害微量元素含量低,能满足我国炼焦煤进口的要求;艾尔加煤中镜质组含量在97%以上,活惰比异常高,偏离煤岩配煤中组分平衡指数区间;艾尔加煤中碱金属和碱土金属含量较高,矿物催化指数高。艾尔加煤制备焦炭的热反应性(CRI)≥50%,反应后强度(CSR)≤30%,应开展活惰比调控和煤灰化学成分调控研究,制定科学合理的互换性配煤实验方案,为国内焦化企业大比例配用该煤提供技术支撑。     

吐哈盆地三道岭煤矿4号煤层煤岩组分特征及其成因分析

三道岭矿区位于吐哈盆地哈密坳陷,是南疆重要的煤炭基地,为了研究吐哈盆地西山窑组富惰质组煤岩组分及成因,采集了三道岭煤矿西山窑组4号煤层煤为样品,采用煤岩学、煤化学和煤相学等方法,通过对样品进行工业分析、显微组分鉴定,系统地分析了西山窑组4号煤层的煤岩组分特征,并探讨了富惰质组煤的成煤环境。研究结果表明,中侏罗统西山窑组4号煤层以暗淡煤-半暗煤为主,煤岩组分以富惰质组为主,平均含量高达76.1%,其次为镜质组,壳质组含量最低,属于低变质煤,富惰质组以半丝质体为主,镜质组以基质镜质体为主,矿物组成以粘土矿物和碳酸盐矿物为主。4号煤层煤质属于特低灰、中等挥发分、高碳低氢的特低硫煤,煤灰成分以CaO、Fe₂O₃为主,灰成分指数K介于0.25～10.64之间;成煤期环境主要表现为干燥的森林泥炭沼泽氧化型,成煤植物主要以银杏、松柏等木本植物为主,这些植物生长茂盛易于形成巨厚的煤层,同时西山窑组处于退水沉积序列,覆水性弱,泥炭整体处于弱还原环境下,物质丝炭化作用强烈,形成了富惰质组煤。     

神府煤不同煤岩组分与PET塑料共炭化协同效应

为探明神府煤不同有机煤岩组分与塑料共炭化协同效应.采用微波加热技术,对不同碳源、不同品种废旧塑料以及不同塑料加入量对炭化材料性能进行对比研究.结果发现:镜煤、丝炭和原煤与PET制备的共炭化材料吸附性能关系是,丝炭>原煤>镜煤,其中丝炭制备的共炭化材料的碘吸附值为国家一级品的1.88倍,亚甲基蓝吸附值为国家一级品的6.56倍,比表面积高达2 307 m2/g.研究为高性能活性炭材料的定向制备提供理论依据.     

含气体突出煤岩纵波波速与应力耦合关系研究

为了更好地将震动波CT技术运用于煤与瓦斯突出灾害监测中,搭建了含气体突出煤岩三轴压缩波速测试系统,实验室研究了含气体煤岩所受轴压、围压和所通入的气压大小与波速之间的耦合关系,并建立了波速与各应力的数学模型。研究表明:当试样载荷不变时,随着通入气压的增大,纵波波速在开始会剧烈下降,随后趋于稳定,呈线性负相关;当围压和气压条件不变时,试样在开始受到轴压后,波速迅速增大,随后波速变化趋于平缓,接近线性增长,呈指数函数关系;当气压和围压条件不变时,试样的纵波波速会随着围压的增加而均匀增加,呈线性正相关;3种试验结果所拟合出来的数学模型均具有较高的相关性。     

煤岩理论配煤在开滦的研究与应用

为合理高效利用开滦矿区优质炼焦煤,在分析开滦矿区各矿井煤层特征与分布规律的基础上,研究了各煤层煤间的配煤规律,并预测了配合煤镜质组反射率直方图。同时,借助Microsoft SQL Server 2005,开发了开滦矿区煤质煤岩系统,不仅实现了煤炭资源的动态管理,并且优化了矿区各煤层煤的配采和配选。     

北查尔斯王子山贝恩梅达特煤系煤层的煤岩学与煤化学特征

贝恩梅达特煤系是南极北查尔斯王子山地区发育的一套二叠纪含煤地层。在中国31次南极考察期间,从该地层单元的格洛索普特里斯冲沟段和麦金农段共采集了11件煤样品。为了了解这些煤的基本特征,开展了煤的煤岩学分析、工业分析和元素分析。煤的煤岩组分结果表明,两地层的煤均以有机组分为主(格洛索普特里斯冲沟段和麦金农段有机总量平均值分别为85.5%和91.1%),且镜质组和惰性组占主要比例;无机组分含量在两地层单元的煤中均较低且以黏土和氧化物(石英)为主,硫化物只出现在麦金农段局部煤中;两地层单元煤的最大反射率基本一致,平均值均为0.64%;工业分析结果表明麦金农段的煤具有特低-高灰分(9.85%~84.16%)、低-特低全水分(2.38%~6.18%)、高-特高挥发分(38.98%~66.76%)、低-特低硫(0.23%~0.68%)和中等-特低固定碳(5.26%~55.01%)特征;格洛索普特里斯冲沟段的煤具有中灰分(21.05%~29.40%)、低-中等全水分(7.44%~9.94%)、高挥发分(40.99%~43.67%)、特低硫(0.38%~0.44%)和低-特低固定碳(39.77%~46.59%)特征。两地层单元煤的焦渣特征为2。元素分析结果表明,麦金农段的煤属于低-特低磷(0.005%~0.019%)、低-高氟(108~829 μg/g)、特低-高氯(0.017%~0.535%)和一级含砷(0~7 μg/g)煤;格洛索普特里斯冲沟段的煤属于低-特低磷(0.006%~0.024%)、高氟(260~478 μg/g)、中氯(0.007%~0.208%)和一级含砷(1~6 μg/g)煤;格洛索普特里斯冲沟段煤属于褐煤,而麦金农段煤类型复杂,泥煤和烟煤均发育,类似于印度默哈讷迪盆地的煤。     

煤缩合芳环应力响应:对无烟煤石墨化的启示

浅层次(<5 km)滑脱构造中剑鞘褶皱的发现预示着脆性变形域中同样发育有煤层韧性剪切 带,且其结构-构造特征和伴生石墨矿化现象已被人们所认识,然而对于煤大分子缩合芳环应力响应 特征则知之甚少,且缺乏实验论证及理论分析。 以原生结构无烟煤的高温高压变形实验,高分辨率透 射电子显微镜(HRTEM)以及 X 射线衍射(XRD)分析为主要研究方法,分析次高温条件下(<300 °C) 应力(~200 MPa)和应变速率(1×10-5 ~1×10-7 s-1)对煤中缩合芳环结构有序性的影响,揭示不同应力 状态和应变速率条件下煤缩合芳环的结构有序化演化规律及其对无烟煤石墨化成矿的启示。 结果表 明,高构造应力和低应变速率使得无烟煤大分子缩合芳环长度生长,定向性增强;2 者对缩合芳环结构 有序性的影响最为显著。 煤中缩合芳环弯曲程度随着差异应力和静水压力的升高而升高,随着应变 速率的降低而升高;堆叠程度则随着差异应力的升高和应变速率的降低而略微升高,对静水压力和温 度的变化不敏感。 XRD 结果显示缩合芳环碳网间距随着构造应力的升高和应变速率的降低而逐渐 降低,与 HRETM 的表征结果一致。 实验结果表明除温度之外,高差异应力和低应变速率是无烟煤大 分子基本结构单元有序化增强的关键因素。 作为上地壳力学性质最为软弱的岩层,煤大分子缩合芳 环应力响应特征研究对于无烟煤石墨化成矿作用有重要启示作用。     

煤层吸附气的全解吸过程及组分与碳同位素变化:基于热模拟实验结果

解吸法是测试煤层含气量、评价煤层气地球化学特征的常用方法,但由于存在一定数量的损失气,使得对煤层气的全解吸过程了解甚少,也难以评估损失气拟合计算的可靠性。利用自主研发的煤层气/页岩气生成与解吸实验装置,对一块煤岩样品(Ro=0. 84%)进行了模拟(模拟后样品Ro=1. 80%),精确测定了在设定条件下的损失气、解吸气与残留气的数量、成分与甲烷碳同位素,对比研究了USBM直线法和多项式回归法对损失气拟合计算的制约条件与可靠性,探讨了煤层气解吸过程中成分与甲烷碳同位素分馏的机理。结果表明:损失时间是影响损失气量估算结果可靠性的关键,当损失时间较短(0. 25 h),USBM直线法与多项式法估算的均损失气量较接近真实值;相比之下,多项式法的结果更为可靠。样品气体解吸过程存在成分与甲烷碳同位素分馏,表现为:气体干燥系数(C_1/C_(1-3))总体降低,甲烷碳同位素(δ~(13)C_1)逐渐变重。样品广泛发育纳米孔隙结构,在气体解吸过程中存在的解吸-扩散-运移分馏是导致气体组分和甲烷碳同位素分馏的重要原因。     

低位综放开采顶煤放出率与含矸率的关系

进行了考虑煤矸破碎块度沿厚度方向变化的散体模型放煤工艺试验研究,分析了低位综放开采的煤矸流动形态特征及过量放煤对煤矸分界线形态的影响,研究了混矸程度与顶煤放出率的关系,提出了顶煤拐点放出率的概念;研究了放煤过程中煤矸流中矸石比例的变化规律,分析了过量放煤对后续放煤的影响.在放煤过程中可以将放煤口煤矸流中矸石的比例为1/3作为终止放煤的依据,对应的顶煤放出率可达94％,含矸率为10％左右,增加一定的含矸率可大幅度提高顶煤放出率.放煤口煤矸流中矸石的比例最大不能超过1/2,否则,增加含矸率对提高顶煤整体放出率的作用降低,且不利于后续放煤.     

浅析阳泉矿区3#煤层落煤残存瓦斯含量与暴露时间的关系

瓦斯含量是矿井瓦斯涌出量预测、通风设计的基础。落煤的瓦斯含量由可解吸的瓦斯含量和残存瓦斯含量两部分组成,合理、准确分析残存瓦斯含量对瓦斯抽放设计、突出防治有着重要的意义。残存瓦斯含量的影响因素主要有:煤的原始瓦斯含量、暴露时间、变质程度和煤的粒度等,本文主要分析了煤的暴露时间对残存瓦斯含量的影响。     

从红外光谱处理的数据看镧系元素与煤有机质的关系——以太原西山矿区8号煤层为例

认识煤中稀土元素与有机基团之间的关系,对太原西山矿区8号煤层的肥、焦、廋、贫等不同烟煤的镜煤样品进行了酸洗脱灰处理,并同时对这些酸洗后的样品进行了红外分峰处理和稀土元素含量的测定。研究发现,镧系元素,特别是LREE和其亲和性有机基团中的亚甲基-CH2非对称、R-CH3非对称等基团结合的可能性极大;CH-(CH3)、芳核上2个相邻氢原子面外变形振动和Pr,Nd,Sm,Eu,Gd结合的可能性也很大。煤中不同类型的有机基团对镧系元素地球化学效应的响应型式差别也很大。通过对这些不同的响应型式分析发现,无论是亲和性还是憎厌性有机基团,都对镧系元素有一定的分馏作用,因而使得镧系元素地球化学效应表现型式变得异常。     

煤氨混燃方式与掺氨比对燃料排放特性的影响研究

将煤与氨混燃逐步减少煤电是实现降碳的1种新途径,但煤氨混燃后的排放特性仍不清晰,需进一步从煤氨混燃方式与掺氨比对燃料排放特性的影响进行实验研究。因此,基于平焰燃烧器开展煤氨混燃实验,探究燃烧方式(预混、非预混)、掺氨比(0～100%)对排放特性的影响,采用烟气分析仪、热电偶与热重分析仪检测燃烧器上方高度沿程烟气中温度分布,并分析气体排放特性及飞灰特性。研究表明：当预混燃烧时,掺氨比越高,氨燃烧对煤氨气固燃料燃烧的促进作用越明显,即燃烧温度越高;而非预混燃烧时,掺氨比越高对燃烧越不利,即燃烧温度越低,但在燃烧前期消耗更多O₂,是由于此时氨燃烧速率更快,且存在氨与煤争夺O₂的现象,体现了掺氨后对燃烧反应的抑制作用。在预混、非预混2种燃烧方式下,掺氨后相比于纯煤燃烧则NO_x大幅增加,纯氨燃烧时NO_x浓度均有降低的趋势,掺氨比增加,CO₂浓度降低,非预混燃烧时CO₂浓度低于预混燃烧。当掺氨比≥60%时,在剧烈反应段,根据质量变化速率曲线,质量变化速率峰由单峰逐渐向...