煤炭科学技术

作者：刘丁, 许浩, 汤达祯, 辛福东,

关键词：褐煤, 压汞校正, 麻皮效应, 基质压缩效应, 基质压缩系数, 孔隙结构,

压汞试验由于其模型简单且测试范围广、速度快、精度高等优点，被广泛应用于多孔材料孔隙表征。而褐煤样由于变质程度低，压实作用弱，煤质松软，易受麻皮效应、基质压缩效应等影响，导致测试结果存在较大误差。为提高压汞试验测试精度，对研究区（二连盆地）褐煤样压汞数据进行校正。首先基于各样累计进汞曲线及分形特征，确定各样排驱压力及麻皮系数。其次针对传统基质压缩效应校正方法在低压段校正不足，高压段校正过度的缺陷，提出了基于三次样条插值、分段求取煤样基质压缩系数的新方法，提高数据利用率及校正结果的准确性。最后，联合压汞及液氮吸附试验数据分析了该区褐煤样孔隙发育情况。研究结果显示，麻皮效应对块状煤样的主要影响范围为<0.027 4 MPa压力段，麻皮系数均值为16.9%。基于新方法计算该区褐煤样平均基质压缩系数介于1.73×10−4～3.48×10−4 MPa−1，均值为2.28×10−4 MPa−1，且随煤样孔隙流体压力、有机质含量、含矿物基腐植组含量增加，煤基质压缩系数增大，基质压缩校正前后进汞量下降0.038 3～0.079 2 mL/g，平均降幅为35.1%。研究区褐煤孔容（>1.7 nm）介于0.03～0.25 cm3/g，均值为0.15 cm3/g，孔隙由微孔至大孔孔容占比均值依次为12.5%、16.8%、16.2%、54.5%，B-E-T比表面积介于2.4～37.19 m2/g，均值为13.85 m2/g。煤样孔径分布曲线自然分为Ⅰ（>5 μm）、Ⅱ（0.1～5 μm）、Ⅲ段（<0.1 μm），其中Ⅰ段孔隙主要为管胞及胞腔孔，Ⅱ段孔隙主要为纹孔及气孔，Ⅲ段孔隙主要为链间孔及分子结构孔，Ⅰ、Ⅱ段孔隙孔容与含矿物基惰质组含量呈正相关，Ⅲ段孔隙孔容受变质程度控制，且与Ro呈正相关。

来源：2023年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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