基于煤塵孔隙結(jié)構(gòu)的潤(rùn)濕性能的研究

閻杰，謝軍，舒新前，張金達(dá)，馬雄偉

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，北京 100083；2.河北建筑工程學(xué)院 土木工程學(xué)院，河北 張家口 075000)

煤是一種由植物遺體轉(zhuǎn)變來的，具有極強(qiáng)非均質(zhì)的有機(jī)巖石[1-3]。因此，研究煤儲(chǔ)層中的微孔隙和微裂隙的類型、大小和結(jié)構(gòu)對(duì)煤塵治理具有非常重要的意義[4-6]。程衛(wèi)民等借助 NICOLET-380傅里葉變換紅外光譜儀和D/max2500PC型X-射線衍射儀，對(duì)樣品煤塵表面官能團(tuán)進(jìn)行了分析[7-10]，研究表明，煤中原生礦物是提高煤塵親水能力的最主要因素；楊靜等利用FTIR光譜、XPS能譜等手段對(duì)煤塵的表面特性及潤(rùn)濕性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)煤塵的粒度及孔結(jié)構(gòu)亦影響煤塵的潤(rùn)濕性[11]。

本文擬利用掃描電鏡和比表面積測(cè)定儀對(duì)煤塵表面的微孔隙和微裂隙進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)煤塵表面特性影響其潤(rùn)濕性質(zhì)的機(jī)理進(jìn)行探討。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

哈密煤(HMM)；郭家河煤(GJHM)；榆林煤(YLM)；太西煤(TXM)；1-溴化萘，試劑級(jí)；丙三醇，分析純。

YS-08型高速破碎機(jī)；TF-G6800型工業(yè)分析儀；Vario MACRO CHNS型元素分析儀；ZEISS-SUPRA55型掃描電子顯微鏡；SCI4000B型接觸角測(cè)量?jī)x；GZX-9240MBE型電熱鼓風(fēng)干燥箱；FA2204B型電子天平；3H-2000PM1型比表面及孔徑分析儀。

1.2 煤的工業(yè)分析與元素分析

4種樣品煤經(jīng)過破碎、篩分，選取粒度<200目的煤塵進(jìn)行干燥，備用。

4種煤塵的工業(yè)分析和元素分析參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 212—2001《煤的工業(yè)分析方法》和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/476—2001《煤的元素分析方法》。

1.3 煤的等溫吸附(脫附)曲線

采用氮?dú)馕椒ǎ紫葘?duì)樣品進(jìn)行脫氣，再置于氮?dú)獾蜏丨h(huán)境下(-196 ℃)進(jìn)行孔隙測(cè)量。脫氣溫度為150 ℃，脫氣時(shí)間為180 min，形成的吸附等溫曲線可以反應(yīng)出樣品的孔隙特征。……