微波辐射作用下烟煤多尺度孔隙结构演化特征摘要
为探究微波辐射温度对烟煤多尺度孔隙结构演化特征的影响,选取韩城、保德2种不同变质程度的烟煤作为研究对象进行实验研究。采用不同微波温度对煤样进行辐射处理,并结合低温氮气吸附、压汞法及扫描电镜技术进行表征分析。结果显示:微波辐射会使保德煤样中H2 (a)型墨水瓶孔数量增加,韩城煤样中H3型板状孔隙数量增多;2种煤样通过布鲁瑙尔-埃米特-泰勒比表面积测定法(BET)测得的比表面积均有所增大,其中保德煤样增幅为53.89%~60.01%,韩城煤样增幅为11.94%~37.31%。具体的,保德煤样的孔径分布双峰峰值升高,微孔和介孔数量增多;韩城煤样的微孔均匀性增强,大孔数量显著增加。同时,微波辐射使2种煤样的总孔体积和孔隙率均显著提升,保德煤样的裂隙在300℃时扩展至最大,韩城煤样的裂隙则在200℃时显著加宽。因此,微波辐射通过“水分脱除-挥发分析出-热应力破裂”的复合作用机制,可促进煤体孔隙发育及裂隙网络拓展,这一研究结果为煤层气的高效抽采提供理论依据。
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