溶剂萃取后构造煤的微晶及化学结构参数变化特征

杨延辉¹，张小东^2,3，杨艳磊¹，张硕²

1. 中国石油华北油田分公司勘探开发研究院2. 河南理工大学能源学院3. 中原经济区煤层气(页岩气)协同创新中心

摘 要：以山东腾南煤田金源矿为研究区,采集不同煤体破坏程度的煤样,通过溶剂分级萃取实验,利用X射线衍射（XRD）和核磁共振（NMR）测试技术,对比分析了萃取前后煤样的微晶结构参数,探讨了化学结构特征参数的变化规律。研究表明:（1）在不同溶剂的分级萃取下,不同煤体结构煤的累计萃取率从小到大依次为原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤,其中THF溶剂对各类煤样的萃取率最大;（2）溶剂萃取后,各类煤样的碳原子网面间距(d₀₀₂)、堆砌度（L_c）和延展度（L_a）均大于原煤。随着萃取级数的增加,各煤样的碳原子网面间距(d₀₀₂)呈现较复杂的变化趋势,BSU的堆砌度（L_c）除了糜棱煤随着萃取的深入有略微减小外,总体上随着萃取级数的增加呈现增大的趋势;（3）随着构造变形的增强,构造煤的芳碳率呈增大的趋势,而脂碳率的数值变化有明显减小的趋势。溶剂的萃取作用中,脂族类的小分子化合物更容易溶出,芳香环上的小分子化合物萃取率较低。

关键词：构造煤;分级萃取;萃取率;微晶结构;化学结构参数;