人人寺河不同煤体结构煤萃取后的族组成特征.pdf

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1、第35卷第2期煤炭转化Vo1．35No．22012年4月COALCONVERSIONApr．2012山西寺河不同煤体结构煤萃取后的族组成特征张小东D孔令菲夏春鹏。乔伟苗书雷z，摘要以山西沁水盆地寺河矿无烟煤为研究对象，采用溶剂萃取法，对四类不同煤体结构的煤样分别用苯、四氢呋喃(THF)和1一甲基一2一吡咯烷酮(NMP)溶剂进行萃取，结合柱层析法，对煤样萃取物进行了族组成分析．研究发现，随煤体结构破坏程度的增加，煤样的溶剂萃取率增大．其中NMP溶剂的萃取率最大，THF次之，苯溶剂萃取率最小；随着煤体结构破坏程度的增高，萃取物中的族

2、组成呈现总烃的含量相对下降、非烃类化合物含量总体增加的变化规律．其中，饱和烃类含量减少，芳香烃含量和非烃含量相对增加，而沥青质组分的相对含量减少．关键词煤体结构，溶剂萃取，萃取率，族组成中图分类号TQ530溶剂分子的介电常数和偶极性是影响溶剂萃取能力的两个重要因素．13“前人对不同煤级的煤特别是0引言中低煤级煤进行了大量的溶剂萃取实验研究，提出了多种假说并建立了众多的结构模型．然而对于不煤是对应力和应变非常敏感的一种特殊岩石，同煤体结构煤，特别是高煤级煤溶剂萃取后，小分子在不同的应力一应变环境和构造应力作用下，煤的物相溶出规律的

3、研究鲜见报道．鉴于此，本研究以沁水理结构、化学结构及其光性特征等都将发生显著变盆地南缘寺河矿的无烟煤为研究对象，采用苯、四氢化，从而形成具有不同结构特征和不同类型的构造呋喃(THF)和1一甲基一2一吡咯烷酮(NMP)等溶剂，煤．¨】我国各主要含煤盆地均经历了长期复杂的构对不同破坏程度的煤样进行溶剂萃取，分析不同溶造演化史，形成了广泛分布的构造煤．构造应力作用剂作用下煤样的萃取率差异及其实质．并借助于柱的挤压和剪切对煤体(层)造成不同程度的破坏，使层析法对萃取物的族组成进行分离，揭示了不同煤得煤体原生结构和构造发生不同程度的脆裂、

4、破碎体结构的无烟煤煤样萃取后族组成变化规律．或韧性变形、叠加破坏，从而改变了煤体(层)的宏观特征和力学性质，也改变了煤的物理化学结构和化1实验部分学组成，进而对煤层中的气体形成、赋存以及运移机制产生重要的影响．多年来，研究者对构造煤的成因、力学特征、微观结构以及储层物性特征等方面进行了大量研究，对构造煤进行了不同角度的划分．目1．1煤样前普遍接受的构造煤划分方案为焦作矿业学院瓦斯地质研究室[2]的划分类型，该分类根据煤体宏观特本实验用煤样采自山西沁水盆地寺河矿，产出征及脆性变形程度，将构造煤划分为碎裂煤、碎粒煤层位为二叠系山西组

5、下部的3号煤，煤种为无烟煤．和糜棱煤三种类型．溶剂萃取是通过溶剂与煤的作煤样采自于煤矿井下不同构造部位，根据文献[2]将用将煤中可溶分子相释放出来的过程，该方法因条煤样按煤体结构类型划分为原生结构煤、碎裂煤、碎件温和、操作简单且不破坏煤中的大分子结构，长期粒煤和糜棱煤，分别用编号工，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ表示．各煤以来一直是研究煤的组成和结构的重要手段．其中，样的显微组分定量统计结果见第7页表1．*国家自然科学基金资助项目(41072113)和中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金资助项目(SKLCRSM10KFB01)．1)

6、博士、副教授，河南理工大学能源与工程学院，454003河南焦作；中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，100083北京；2)硕士生，河南理工大学能源科学与工程学院，454003河南焦作；3)硕士，晋煤集团技术研究院，048006山西晋城收稿日期：2011-12—12；修回日期：2012—02—21第2期张小东等山西寺河不同煤体结构煤萃取后的族组成特征表1煤样的显微组分定量统计结果(％)为25℃)．萃取过程中，磁力搅拌器转速设定为Table1Quantitativestatisticdataofthemacerals150

7、0r／min．每次搅拌时间大约8h，关闭搅拌器，contentofdifferentcoalsamples()作为一次萃取过程的终止．每次溶剂萃取结束后，将残余煤样在真空干燥箱内进行干燥，在106℃下进行干燥，间隔12h称重，直至恒重位置，记录下称重后的重量，计算出萃取率．重复以上步骤，进行溶剂的二次萃取，直至萃取液近于无色为止，作为对应溶剂萃取的结束，并计算出萃取率．1．2实验方法族组成分离实验：遵循石油行业标准样品制备：采用机械方法将采集的各类煤样进(SY／T5119—1995)，采用极性吸附剂(氧化铝)柱层行粉碎，用标准筛

8、筛分至30目(O．613ram)左右，然析法，分别用二氯甲烷、正己烷和无水乙醇三氯甲烷后均匀混合．称取400g左右置于恒温干燥箱内，在对萃取物依次溶解与淋洗，分离出饱和烃、芳烃、非106℃条件下干燥至恒重．在精度为0．001g的电子烃组分(胶质)和沥青质．为便于