基于显微CT的煤生物降解过程中孔隙演化精细表征

董志伟¹，郭红玉^1,2，夏大平^1,2，刘喜乐¹，拜阳¹，赵国俊¹

1. 河南理工大学能源科学与工程学院2. 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心

摘 要：为了查明产甲烷菌群对不同变质程度煤厌氧发酵所产生的生物增透效应,利用显微CT对生物降解前后的煤样进行三维重建,分析煤的孔隙结构变化特征,通过扫描电镜观察产甲烷菌群在煤表面的吸附特征,探讨不同煤阶煤生物改造效果差异的原因。实验结果发现,厌氧发酵后煤样的孔隙率和吼道总长度增加,孔隙的连通性增强,表明在厌氧发酵过程中煤被微生物降解,促进煤中新孔隙的形成、扩展和贯通,从而实现煤的生物增透效应。随着煤的变质程度降低,煤中孔隙结构明显改善,主要原因在于产甲烷菌群更倾向于吸附在低阶煤的表面。研究结果可为煤层气生物工程的现场应用提供理论指导。

关键词：煤;厌氧发酵;孔隙结构;显微CT;产甲烷菌群;