不同煤阶煤中芳香晶格条纹特征研究
赵国飞1
梁晓敏2
1.山西能源学院,山西 太原 030006;山西国源煤层气综合利用工程技术股份有限公司,山西 太原 0300322.太原理工大学 原位改性采矿教育部重点实验室,山西 太原 030024
摘要：系统了解煤化过程中芳香晶格条纹特征及演化规律有利于煤炭资源的安全回采及高值化利用.为了了解煤化过程中微晶结构的演化规律,通过Digital Micrograph软件和Image J软件对高分辨率透射电镜(HRTEM)的原始图像进行降噪、二值化和骨架化处理,并利用ArcGIS软件提取图像中的芳香晶格条纹,分别对低、中、高阶煤中芳香晶格条纹的形态、长度、角度及堆垛进行定量分析.结果表明:不同煤阶煤样中芳香晶格条纹边缘基本为弯曲形态且具有短程有序、长程无序的特点;随着煤阶的提高,煤结构中芳香晶格条纹数量减少,条纹排列有序程度和紧密程度增加;3 种煤样中短条纹最多,长条纹最少,芳香晶格条纹数量随条纹长度的增加而减少,由 1～3 个芳环组成碳原子数在 13 以内的多环芳香烃层片比重最大;芳香晶格条纹数量随其长度的增加而减少,长条纹比重与煤阶呈正相关关系,短条纹比重与煤阶呈负相关关系,芳香晶格条纹的平均长度随煤阶的增加而增加;条纹取向度在高阶煤中最高,中阶煤中的脂肪烃结构可能导致其条纹取向度小于低阶煤;芳香晶格条纹总体有序度随煤阶的增加而增加;芳香晶格条纹堆垛的数量随其堆垛层数的增加而减少,形成条纹堆垛的数量随煤阶的增加而增加;小分子化合物的脱除及芳环缩合作用的变化导致煤微晶结构从低阶至高阶的不断变化.
关键词：煤化过程微晶结构煤结构高分辨率透射电镜芳香晶格条纹定量分析不同煤阶煤形态特征
分类号：TD75+2.2(矿山安全与劳动保护)
资助基金：山西省自然科学基金面上资助项目(202403021221354)山西省中央引导地方科技发展资金资助项目(YDZJSX2024C036)山西省科技成果转化引导专项资助项目(202304021301017)
论文发表日期：2025-07-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 57-65 )
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