山西寺河不同煤体结构煤萃取后的族组成特征

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-甲基-2-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,萃取物中的族组成呈现总烃的

第3卷第 2 5期 2 1年 4月 02

煤炭转化CO AL CO NV ERSI ON

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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，用溶剂萃取法，采对四类不同煤体结构的煤样分别用苯、四氢呋喃 ( THF和 1甲基一一咯烷酮 ( MP溶剂进行萃取， )一 2吡 N )结合柱层析法，对煤

样萃取物进行了族组成分析.究发现，研随煤体结构破坏程度的增加，样的溶剂萃取率增大.中煤其 NMP溶剂的萃取率最大， THF次之，苯溶剂萃取率最小；着煤体结构破坏程度的增高，随萃取物中的族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.中，和烃类含量其饱

减少，香烃含量和非烃含量相对增加，沥青质组分的相对含量减少.芳而关键词煤体结构，溶剂萃取，萃取率，组成族TQ5 0 3中图分类号

溶剂分子的介电常数和偶极性是影响溶剂萃取能力

0引言 煤是对应力和应变非常敏感的一种特殊岩石，

的两个重要因素.3人对不同煤级的煤特别是 1前“

中低煤级煤进行了大量的溶剂萃取实验研究，出提了多种假说并建立了众多的结构模型.而对于不然

同煤体结构煤，别是高煤级煤溶剂萃取后，特小分子相溶出规律的研究鲜见报道 .于此，研究以沁水鉴本

在不同的应力一应变环境和构造应力作用下，的物煤理结构、化学结构及其光性特征等都将发生显著变化，而形成具有不同结构特征和不同类型的构造从

盆地南缘寺河矿的无烟煤为研究对象，采用苯、四氢呋喃 ( THF和 1甲基一一 )一 2吡咯烷酮 ( NMP等溶剂， )

煤 .】国各主要含煤盆地均经历了长期复杂的构¨我 造演化史，成了广泛分布的构造煤 .形构造应力作用的挤压和剪切对煤体 ( )成不同程度的破坏，层造使得煤体原生结构和构造发生不同程度的脆裂、碎破或韧性变形、叠加破坏，从而改变了煤体 ( )层的宏观特征和力学性质，改变了煤的物理化学结

构和化也

对不同破坏程度的煤样进行溶剂萃取，析不同溶分剂作用下煤样的萃取率差异及其实质.借助于柱并层析法对萃取物的族组成进行分离，示了不同煤揭

体结构的无烟煤煤样萃取后族组成变化规律 .

学组成，而对煤层中的气体形成、进赋存以及运移机制产生重要的影响.年来，究者对构造煤的成多研因、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，构造煤进行了不同角度的划分 . 对目前普遍接受的构造煤划分方案为焦作矿业学院瓦斯

1实验部分

1 1煤样 .

地质研究室[的划分类型，分类根据煤体宏观特 2]该征及脆性变形程度，构造煤划分为碎裂煤、将碎粒煤

本实验用煤样采自山西沁水盆地寺河矿，出产层位为二叠系山西组下部的 3号煤，种为无烟煤 .煤

和糜棱煤三种类型.剂萃取是通过溶剂与煤的作溶用将煤中可溶分子相释放出来的过程，方法因条该

煤样采自于煤矿井下不同构造部位，据文献[]根 2将煤样按煤体结构类型划分为原生结构煤、裂煤、碎碎

件温和、操作简单且不破坏煤中的大分子结构，期长以来一直是研究煤的组成和结构的重要手段 .中，其

粒煤和糜棱煤，分别用编号工，Ⅲ和Ⅳ表示 .Ⅱ,各煤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( 17 13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(KL R M1KF 0 ) 40 21 ) S C S 0 B 1.

1士、教授，南理工大学能源与工程学院，5 0 3河南焦作；国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，0 0 3北京；) )博副河 440中 10 8 2硕士生，南理工大学能源科学与工程学院，5 0 3河南焦作；)硕士，煤集团技术研究院，4 0 6山西晋城河 440 3晋 0 80收稿日期：0 11—2修回日期：020—1 2 1-21; 2 1—22