CAJ | 학술논문

煤岩结构的纳米级变形与变质变形环境有着较密切的关系. 在不同变质变形环境中, 煤岩结构可以发生显微变形, 甚至可以表现在纳米级尺度上, 由此并导致分子结构和纳米级孔隙结构(<100 nm)的变化, 后者是煤层气的主要吸附空间. 通过X射线衍射和液氮吸附法对不同变质变形环境、不同变形系列构造煤大的分子结构与纳米级孔隙结构特征进行了深入研究, 并结合高分辨透射电子显微镜对大分子结构和孔隙结构直观观测, 结果表明: 构造煤大分子基本结构单元(BSU)堆砌度Lc从低煤级变质变形环境至高煤级变质变形环境增长较快, 这主要反映了不同变形机制下构造煤不同变质变形环境的差异. 尽管温度因素对大分子结构参数Lc的变化也取重要作用, 但应力作用更明显. 煤BSU堆砌度Lc以及La /Lc参数的变化反映了构造变形强弱的变化, 可以当作构造煤结构纳米级变形程度的指示剂. 由于温度、压力的增大, 主要是定向应力的作用, 分子的局部定向性增强, BSU内各碳网及BSU间排列的秩理化程度明显增强. 对于纳米级孔隙结构的变形, 随着应力作用的增强, 同一变质变形环境不同类型构造煤纳米级过渡孔孔容所占比例明显降低, 微孔及其以下孔径段孔容明显增多, 可见亚微孔和极微孔; 过渡孔比表面积所占比例大幅度降低, 而亚微孔却增加得较快. 非均质结构煤孔隙参数与弱脆性变形煤相当. 但不同变质变形环境构造煤的纳米级孔隙的变形又有所区别. 温度与围压条件对纳米级孔隙特征参数的演化也有一定的作用, 但应力的变化却对纳米级孔隙特征参数的演化起到主要作用.
매암결구적납미급변형여변질변형배경유착교밀절적관계. 재불동변질변형배경중, 매암결구가이발생현미변형, 심지가이표현재납미급척도상, 유차병도치분자결구화납미급공극결구(<100 nm)적변화, 후자시매층기적주요흡부공간. 통과X사선연사화액담흡부법대불동변질변형배경、불동변형계렬구조매대적분자결구여납미급공극결구특정진행료심입연구, 병결합고분변투사전자현미경대대분자결구화공극결구직관관측, 결과표명: 구조매대분자기본결구단원(BSU)퇴체도Lc종저매급변질변형배경지고매급변질변형배경증장교쾌, 저주요반영료불동변형궤제하구조매불동변질변형배경적차이. 진관온도인소대대분자결구삼수Lc적변화야취중요작용, 단응력작용경명현. 매BSU퇴체도Lc이급La /Lc삼수적변화반영료구조변형강약적변화, 가이당작구조매결구납미급변형정도적지시제. 유우온도、압력적증대, 주요시정향응력적작용, 분자적국부정향성증강, BSU내각탄망급BSU간배렬적질이화정도명현증강. 대우납미급공극결구적변형, 수착응력작용적증강, 동일변질변형배경불동류형구조매납미급과도공공용소점비례명현강저, 미공급기이하공경단공용명현증다, 가견아미공화겁미공; 과도공비표면적소점비례대폭도강저, 이아미공각증가득교쾌. 비균질결구매공극삼수여약취성변형매상당. 단불동변질변형배경구조매적납미급공극적변형우유소구별. 온도여위압조건대납미급공극특정삼수적연화야유일정적작용, 단응력적변화각대납미급공극특정삼수적연화기도주요작용.