0 引言
1 样品与实验方法
1.1 地质概况
1.2 样品采集与处理
1.3 实验仪器与方法
2 结果与讨论
2.1 测试结果
表1 煤岩显微组分鉴定结果Table 1 Result of coal maceral analysis |
样品编号 | 采样埋深 /m | 镜质体反射率 (R O,max)/% | 煤岩显微组分/% | 煤体结构类型 | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|
镜质组 | 壳质组 | 惰质组 | 无机矿物(黏土类) | ||||
C14 | 726.9 | 2.96 | 42.5 | 0.0 | 9.8 | 47.7(41.7) | 糜棱煤 |
C16 | 741.2 | 3.14 | 73.9 | 0.0 | 15.8 | 10.3(6.6) | 碎裂煤 |
C17-1 | 746.6 | 2.94 | 76.9 | 0.0 | 9.6 | 13.5(8.6) | 碎裂煤 |
C17-2 | 747.8 | 3.16 | 46.2 | 0.0 | 47.8 | 6.0(3.2) | 碎裂煤 |
C23 | 758.3 | 2.92 | 70.3 | 0.0 | 9.4 | 20.3(12.0) | 糜棱煤 |
C24 | 763.7 | 3.22 | 74.1 | 0.0 | 10.3 | 15.6(4.7) | 碎裂煤 |
C25-1 | 775.7 | 3.08 | 41.6 | 0.0 | 11.4 | 47.0(35.1) | 糜棱煤 |
C25-3 | 777.4 | 2.83 | 63.2 | 0.0 | 15.7 | 21.1(14.1) | 碎裂煤 |
C25-4 | 779.5 | 3.13 | 69.0 | 0.0 | 11.3 | 19.7(12.5) | 碎裂煤 |
C11 a | / | 2.64 | 56.2 | 0.0 | 17.4 | 26.4(/) | / |
C17 a | / | 2.66 | 72.8 | 0.0 | 6.2 | 21.0(/) | / |
C19 a | / | 2.64 | 67.7 | 0.0 | 25.4 | 6.9(/) | / |
C23 a | / | 2.61 | 68.3 | 0.0 | 18.2 | 13.5(/) | / |
C25 a | / | 2.63 | 71.1 | 0.0 | 17.3 | 11.6(/) | / |
|
表2 煤岩工业分析测试结果Table 2 Result of coal proximate analysis |
样品编号 | 原煤工业分析/% | 发热量/ (MJ/kg) | 全硫/% | |||
---|---|---|---|---|---|---|
M ad | A d | V d | FC d | |||
C14 | 2.20 | 50.85 | 9.43 | 37.52 | 14.33 | 0.14 |
C16 | 1.77 | 10.46 | 6.38 | 81.39 | 30.65 | 0.22 |
C17-1 | 2.16 | 28.03 | 7.97 | 61.84 | 23.02 | 0.37 |
C17-2 | 2.19 | 12.04 | 6.31 | 79.46 | / | / |
C23 | 2.40 | 32.89 | 8.33 | 56.38 | 21.13 | 0.59 |
C24 | 1.82 | 28.12 | 6.95 | 63.11 | 23.66 | 0.38 |
C25-1 | 2.11 | 44.15 | 8.41 | 45.33 | 17.08 | 3.64 |
C25-3 | 2.26 | 12.70 | 6.94 | 78.10 | / | / |
C25-4 | 1.81 | 30.84 | 8.10 | 59.25 | / | / |
C13 a | ||||||
C14 a | ||||||
C16 a | ||||||
C17 a | ||||||
C23 a | ||||||
C24 a | ||||||
C25 a |
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表3 基于平衡水分基的甲烷等温吸附实验数据及Langmuir参数Table 3 Data of methane isothermal adsorption and Langmuir parameters based on equilibrium moisture basis |
样品编号 | Langmuir模型 | |
---|---|---|
V L/(m3/t) | P L/MPa | |
C14 | 11.39 | 1.22 |
C16 | 21.79 | 0.97 |
C17-1 | 18.25 | 1.01 |
C17-2 | 25.06 | 1.05 |
C23 | 16.18 | 1.06 |
C24 | 21.88 | 1.17 |
C25-1 | 16.03 | 1.15 |
C25-3 | 24.69 | 1.41 |
C25-4 | 21.98 | 1.04 |
2.2 采用线性回归分析法对甲烷吸附性分析
表4 各因素对V L的Pearson 相关性分析结果Table 4 Results of Pearson correlation between different factors |
采样埋深 | 镜质体反射率 | 镜质组 | 惰质组 | 无机矿物 | 黏土类 | 煤体结构类型 | M ad | A d | V d | FC d | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
相关性 | 0.418 | 0.308 | 0.332 | 0.551 | -0.773 | -0.785 | -0.852 | -0.329 | -0.889 | -0.895 | 0.895 |
显著性 | 0.262 | 0.42 | 0.383 | 0.124 | 0.015 | 0.012 | 0.004 | 0.387 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
是否显著 | 显著 | 显著 | 显著 | 显著 | 显著 | 显著 |
表5 多元线性回归方程系数及95%置信区间计算结果Table 5 Results of coefficients of multiple linear regression equation and 95% confidence interval |
非标准化系数 | t | Sig. | B的95.0%置信区间 | |||
---|---|---|---|---|---|---|
B | 标准误差 | 下限 | 上限 | |||
(常量) | 3.016 | 3.221 | 0.936 | 0.380 | -4.600 | 10.632 |
固定碳含量 | 0.267 | 0.050 | 5.313 | 0.001 | 0.148 | 0.386 |
2.3 影响甲烷吸附性的主要因素分析
3 结论
(1)研究区龙潭组煤变质程度已达到无烟煤阶段,镜质体最大反射率为2.83%~3.22%;有机显微组分以镜质组为主,其含量为41.6%~76.9%,其次为惰质组(9.4%~47.8%),不含壳质组;无机显微组分以黏土类(3.2%~41.7%)为主。
(2)龙潭组不同煤层的水分和挥发份含量差别不大,但是灰分和固定碳含量差别较大,而且C25号煤层为高硫煤。其中,水分含量为1.77%~2.40%,灰分产率为10.46%~63.51%,挥发份产率为6.31%~11.24%,固定碳含量为22.97%~81.39%,全硫含量为0.14%~3.64%。龙潭组不同煤层的甲烷吸附能力差异明显。Langmuir体积为11.39~25.06 m3/t。
(3)固定碳含量是控制古叙矿区煤层甲烷吸附能力的主要因素,且固定碳含量与朗格缪尔体积呈正相关关系。