两种境质体结构分析

应用傅里叶红外光谱、Ｘ射线衍射和电子顺磁共振分析方法，探讨了富氢镜质体与正常镜质体在化学结构上的差异性和随煤阶的阶段。富氢镜质体比同煤阶的正常镜质体含有较多脂类结构，较少芳香结构。随煤阶增高，镜质体结构向芳构化作用增强的方向演变，面网间距，晶核高度，芳环层数，芳香度及自由基浓度等参数均呈现规律性变化。     

不同煤级均质镜质体的AFM研究

为探究均质镜质体孔隙系统差异,利用原子力显微镜AFM和Nanoscope Analysis1.5、Gwyddion 2.49等软件,定量讨论原煤样品参数与煤级关系。结果表明:低煤级时均质镜质体表面起伏程度较高,中高煤级阶段起伏程度降低。随煤级升高,均质镜质体三维平均粗糙度Sa和三维粗糙度均方根值Sq降低-升高-降低变化趋势;表面峰度系数Sku逐渐上升,表面偏斜度Ssk逐渐降低。在孔径分布上,随煤级升高,均质镜质体表面微孔段孔隙所占比例增多,小孔段孔隙所占比例基本不变,中孔段孔隙所占比例逐渐减小。     

煤的显微组分定义与分类(ICCP system 1994)解析Ⅰ:镜质体

煤的显微组分定义与分类的国际标准"ICCP system 1994"是国际煤和有机岩石学委员会(ICCP)历经26 a(1991-2017)完成,按照显微组分组和发表的时间,该标准共分4个部分,分别是镜质体(1998)、惰质体(2001)、腐质体(2005)和类脂体(2017)。"ICCP system 1994"目前已被国际上从事煤岩学和有机岩石学研究的科研工作者广泛采用。国际煤和有机岩石学委员会在1994年第46届ICCP年会上确定了镜质体显微组分组、亚组和显微组分的定义和分类,并于1998年发表,它是"ICCP system 1994"重要的组成部分。在"ICCP system 1994"镜质体分类方案中,镜质体显微组分组被划分为3个亚组,结构镜质体亚组、碎屑镜质体亚组和凝胶镜质体亚组,它们分别进一步被划分为2个显微组分。其中,划分亚组的主要依据是植物组织的破环(降解)程度,显微组分之间的区分主要依据是凝胶化程度和(或)形貌特征。该分类体系与ICCP腐植体分类体系紧密关联。基于"ICCP system 1994",对镜质体各亚组和各显微组分的定义、光学特征、物理和化学特征、来源以及实际应用等方面进行了解析,对"ICCP system 1994"中镜质体显微组分分类提出了尽可能规范的中文名称。中华人民共和国国家标准《烟煤显微组分分类》(GB/T 15588—2013)和"ICCP system 1994"相比,前者采用了显微组分组、显微组分和显微亚组分的分类方案,将均质镜质体(Telocollinite;即本文中的胶质结构体Collotelinite)和基质镜质体(Desmocollinite;即本文中的胶质碎屑体Collodetrinite)划入无结构的显微亚组分。     

单种炼焦煤质量对配煤质量的影响

通过对某公司近几年炼焦单种煤和配合煤的镜质体反射率及其分布和工业质量指标分析,发现单种煤工业质量指标比较稳定,但其镜质体反射率及其分布变化较大,这对配合煤的镜质体反射率及其分布造成较大影响,从而影响到配煤质量的稳定性。     

地质有机温度计—镜质体反射率化学反应动力学模式及其应用

本文在阐述地质体中有机质热演化化学反应动力学原理的基础上，对目前广泛应用的地质有机温度计－镜质体反射率的模式进行了归纳和评述，进而以我国华北地区晚古生代煤层的热演化史为例，介绍了镜质体反射率化学动力学模式在古地热场特征及煤中有机质生气生油条件研究中的应用。     

对GB/T 6948—2008中混配煤镜质体随机反射率测定点数的研究应用

煤的镜质体反射率显微镜测定方法是近年来配煤炼焦过程中不可或缺的一种测试手段,测定点数的多少是决定测定结果精准和测试效率的重要因素之一。该文以实际生产中的炼焦煤为测定对象,研究了不同测定点数下其镜质体反射率测定结果的准确性。     

龙永煤田煤的变质特征及其作用类型分析

从煤岩、煤化学分析着手，依据煤的挥发分、元素组成中的氢碳含量、镜质体反射率、显微硬度、煤的X射线衍射分析指标及电性质等来划分龙永煤田煤的变质程度为无烟煤；进一步分析其变质程度可知，实际已达无烟煤中高变质阶段；结合地质背景分析了其变质作用类型。     

陕北侏罗纪煤不同显微组分的分子结构特征

为查明陕北侏罗纪煤镜质组与惰质组大分子结构特征及差异,运用X射线衍射分析（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）对煤的大分子结构、芳香烃、脂肪烃以及含氧官能团等进行表征,计算了原煤及不同煤岩组分分离物中红外光谱结构参数。结果表明,富镜煤的XRD谱图不对称性高于富惰煤,富惰煤芳香层片面网间距d002小于富镜煤;富惰煤的芳香度、La和Lc均大于富镜煤与原煤,前者芳香层片堆叠的有序程度及芳香环的缩合程度较大;富镜煤中苯环四取代含量最高,表明其缩合程度高并含有较多的支链;各煤样脂肪结构均以亚甲基为主,且具有较多的烷基侧链,而富惰煤中亚甲基含量相对较少,归因于脂族结构断裂程度不同;富惰煤呈现富碳、贫氢、少氧,高芳碳率、芳香度、缩合程度和成熟度,含有较多的C=O结构,生烃潜力较富镜煤弱。研究为煤炭清洁高效利用提供了科学依据。     

煤岩自动测试中图像质量对镜质体反射率测定的影响研究

针对煤岩显微图像自动采集中不清晰的显微图像是否影响镜质体随机反射率的最终测值该问题,从焦距偏离、入射光强度以及煤的变质程度等方面研究图像质量对镜质体反射率测定的影响。研究表明:不同光照强度下,不同变质程度煤的近物镜端与远离物镜端焦距偏离均会导致镜质体反射率偏低,且偏低值相当;当焦距偏离2μm以上时,煤岩自动测试采集的图像中镜质体测试精度不能满足国家标准测试方法的准确度要求。对焦距偏离2μm以内时所采集图像质量的影响,还应针对不同变质程度的煤及不同的光照强度等进行进一步的实验研究。     

潞安喷吹煤的煤质特征及爆炸性研究

分析了潞安喷吹煤的煤质特征,并结合镜质体反射率、煤岩组分等测试数据探讨研究了潞安喷吹煤的爆炸性。研究表明:潞安煤的爆炸性低,其爆炸性返回火焰长度在20mm以下,抑制爆炸性加岩粉量最大为40%,即潞安煤可满足高炉生产单独喷吹的要求;潞安煤的爆炸性返回火焰长度与挥发分(Vdaf)、镜质体反射率之间的线性关系极好,其爆炸性返回火焰长度随着挥发分的增加而增加,随着镜质体反射率的增加而降低。     

高煤阶煤的阶跃性演化机理研究

通过对镜质组反射率的测定、X衍射及显微傅立叶变换红外等实验对高煤阶煤的成分及结构进行了详细的分析，认为高煤阶煤演化具有明显的阶跃性特征。在镜质组最大反射率大于4．5％阶段，高煤阶煤的演化历程表现为环聚合作用与拼叠作用相辅相成、交替进行，从而促使煤阶不断升高。     

烟煤镜质组平均最大反射率与煤种之间的关系

运用制定《中国煤炭分类》国家标准所依据的近600个烟煤煤层煤样实测数据,分析了中国不同煤种烟煤镜质组平均最大反射率的分布范围,探讨了烟煤镜质组平均最大反射率与中国煤分类系统之间的关系.研究表明：镜质组反射率与煤种之间的关系较复杂,特别是在中低变质烟煤阶段,相同变质程度煤往往归属于不同煤种,受煤岩组成和还原程度的影响较大.但总的来说,烟煤镜质组反射率与煤种之间的关系规律性明显.     

黔西地区晚二叠世煤层变质规律及机理研究

在煤镜质组反射率测试的基础上,结合大量的煤田勘探资料分析,总结了黔西地区晚二叠世煤层变质规律,综合区域构造演化背景、野外地质、微观构造和流体包裹体测试分析对煤层变质机理进行了深入探讨。研究结果表明：黔西地区晚二叠世煤层煤种齐全,变质程度普遍偏高,整体上具有南北高中间低、东部高西部低的特点,分别以盘关向斜和水城两个低变质区域为中心向四周递增;黔西地区晚二叠世煤层深成变质作用是其主控类型,J 3 -K 1 期间叠加了区域岩浆热变质作用,燕山运动作用下形成的不同的构造形态决定了煤层的不同的埋藏深度,进而决定了煤层的变质程度,水城-紫云断裂等深大断裂只是形成于上地壳的脆性变形构造,并且处于强烈的挤压应力场中,并非岩浆侵入通道,岩浆侵入煤系促进煤层变质只存在于局部地区。     

树皮残植煤显微组分分离及高分辨透射电镜图像分子结构

对江西乐平矿区的树皮残植煤采取密度梯度离心方法进行显微组分分离,在-200目破碎的条件下经过分析性预分离实验绘制了树皮煤中各显微组分的密度分布特征曲线,该曲线显示树皮煤中的壳质组和镜质组密度分布呈尖峰分布特征,进行特定显微组分分离效果较好。经过特定密度梯度离心法分离实验,树皮体和镜质体含量高达98.6%以上。分离后的样品经过高分辨透射电子显微镜技术和图像分析显示出该两种显微组分在化学结构上存在明显的差异：首先树皮体的晶格条纹数量明显高于镜质体,而且树皮体中所包含的晶格条纹呈现出更加无序和密集的特点;其次镜质体和树皮体所包含条纹种类各自所占的比例较为接近,均以低环数的芳香层片为主,所不同的是镜质体的1×1（萘）含量明显高于树皮体,但是其3×3的芳香层片明显低于树皮体。中-高环数的芳香层片虽然含量都不高,但树皮体所包含的此类芳香层片同样明显低于镜质体。     

艾维尔沟煤中镜质组配煤在成焦过程中的结构演化

为了深入了解煤中活惰组分的相互作用机理以及完善配煤炼焦理论,富集艾维尔沟煤中镜质组(活性组分)等比例配入标准无烟煤(惰性组分)并热解至不同温度(600℃~1000℃)后骤冷(液氮)制成焦样,利用X射线衍射(XRD)和拉曼光谱表征以研究焦样的结构演化规律。结果表明:艾维尔沟煤镜质组与标准无烟煤等比例混配形成的焦样随着成焦温度的升高,焦的微晶尺寸和芳香度逐渐增大,堆垛高度先降低后升高,芳香片层堆积个数先降低又升高,焦的结构无序先增加后减小,石墨化程度则先下降后增加,碳微晶结构参数均在900℃发生转折,说明艾维尔沟肥煤热解固化成焦时继续缩聚反应至900℃后才开始石墨化进程并由焦转变为焦炭。     

不同变质程度煤镜质组活性质量研究

为更准确地定量描述不同变质程度煤镜质组的相对活性质量差异,考察14种单煤添加不同比例惰性物测定的表观黏结指数G′值随镜质组含量的变化规律。研究表明,G′值对镜质组含量的线性关系显著,采用拟合出的线性方程的斜率倒数1/k作为考察镜质组活性质量的指标,可排除各单煤镜质组含量差异的干扰,更准确地揭示了不同变质程度煤镜质组活性质量的变化规律。论证了筛选出的高斯曲线模型是描述不同变质程度煤镜质组活性变化规律的最优模型,据此给出了不同变质程度煤镜质组相对活性质量。     

低阶烟煤中显微组分含量与CO扩散量的关系

从煤显微组分方面对不同煤化程度的22种煤样进行了CO的扩散试验及煤显微组分的鉴定。通过分析试验可知,中低变质程度的烟煤中镜质组含量相对惰质组含量较高;对数据进行关联分析发现CO扩散量与煤中镜质组含量成正比关系,与惰质组含量成二次曲线关系。从惰质组与镜质组之比对CO扩散量的影响分析可得出,惰质组对CO的扩散的影响大于镜质组对CO的影响,并用QM(Quantum Mechanics)软件对试验数据进行了分析处理,为进一步研究CO在煤层中的扩散机理提供了理论基础。     

涟源煤盆地测水组煤的区域岩浆热变质作用

湘中涟源煤盆地测水组煤煤种单一，绝大部分为无烟煤，故以往有关其变质作用的研究较煤种多样化的龙潭组煤来说要少得多，为了改变这种状况，通过对研究区测水组煤镜质且反射率的系统测定和收集及煤的Ｘ射线衍射分析等手段，研究了涟源煤盆地测水组煤煤级、煤变质分区、煤变质带展布、煤变质梯度、煤化学结构的空间变化特征、煤盆地周缘印支－燕山运动期岩体的产热储热条件及埋深对煤变质程度的影响，上述研究结果及与煤共生的区域性