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煤孔隙结构指煤层所含孔隙的大小、形态、发育程度及其相互组合关系。表征煤孔隙结构的基本参数是：孔径、比孔容、比表面积、孔隙度和中值孔径等。观测煤孔隙的方法很多，如压汞法可用于测量直径大于7.5nm的孔隙;低温氮吸附法可测量孔径更小的孔隙;二氧化碳吸附法常用于测量比表面积;用光学显微镜和电子显微镜可观察孔隙特征及其充填情况，并可判别孔隙的成因。 ①煤比孔容(specificporevolumeofcoal)——单位质量煤中孔的容积，常以厘米3/克或毫升/克为单位。在煤变质过程中，大孔和中孔的比孔容在总比孔容中所占比例有减少趋势，而微孔的比孔容所占比例有增加趋势。 ②煤比表面积(specificsurfaceareaofcoal)——单位质量煤中孔隙的表面积，常以米2/克为单位。煤中孔径小于10纳米的微孔的比表面积在总比表面积中占有的比例最大。用不同方法测量比表面积的结果不一样。通常用二氧化碳作吸附质，采用吸附法测量比表面积，若改用氮作吸附质，或者用压汞法测比表面积，其结果小很多。 ③煤孔隙尺寸分类 煤中孔的大小差别极大，最小孔的孔宽为纳米(nm，即10-9m)级。我们曾测出的最小的孔宽约0.6nm左右，其中装下一个甲烷分子(直径为0.41nm)后，第二个甲烷分子进不去。煤中还可能有更小的孔，连一个氦分子(直径为0.178nm)也通不过。 前苏联学者霍多特(Ходот，В.В.)1966年提出煤孔隙大小分类方案，即按孔半径将煤中所含的孔分成四类： 霍多特的煤孔隙大小分类 孔类别孔半径大孔孔半径＞10000A（＞1000nm）中孔孔半径10000～1000A（1000～100nm）过渡孔孔半径1000～100A（100～10nm）微孔孔半径＜100A（＜10nm）我国煤中孔隙发育特征有如下认识： (1)、所有煤里同时存在大小不等的孔隙。 (2)、在煤这种多孔物质内，以孔宽小于200nm的过渡孔、小孔、微孔和超微孔为主。 (3)、在同煤级的煤中，镜质组(特别是基质镜质体)内部小于200nm的孔较发育，由此推测，在以镜质组为主要成分的镜煤和亮煤里较为富集煤层气。 (4)、在不同煤变质程度的煤中，孔隙总体变化趋势是：褐煤的孔隙最为发育，烟煤的孔隙发育程度相对较差，到无烟煤阶段，孔隙又有所增加;随煤级升高，孔宽大的孔所占比例下降，孔宽小的孔所占比例上升。褐煤的孔隙虽然最为发育，但是孔宽大的孔所占比例较大，总比表面积并不大，褐煤又含水较多，褐煤矿埋藏一般都浅，以致褐煤的含气量通常较少。无烟煤内孔宽小的孔所占比例较大，总比表面积较大，加上无烟煤对甲烷的吸附性较强，以致在其他地质条件相同条件下，无烟煤往往含有较多的煤层气。 以上只是测试资料反映出来的现象。 从实用角度出发，用压汞法和低温吸附法定量测试煤的孔隙，以及用显微镜和电子显微镜定性观察煤孔隙都没有很大的实用意义。 |
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