摘要：煤中孔隙大小分布不均且分布范围较广,因而利用单一的方法难以对煤的多尺度孔隙结构进行有效地表征。为此,综合运用扫描电镜、低温液氮吸附、高压压汞、恒速压汞等实验方法,对煤的多尺度孔隙结构特征进行综合分析,并揭示变质作用对煤孔体积、孔比表面积的影响,以及煤岩渗透率与孔隙结构特征参数的关系。研究结果表明:①随煤变质程度增强,煤中纳米孔体积及孔比表面积均呈现先减小后增大的趋势,并且在Ro,max为1.8%左右时达到最小值;②煤样孔隙半径、喉道半径整体均呈现正态分布,并且随着煤变质程度的增加,最大分布频率对应的孔隙半径增大;③低煤阶烟煤煤样的喉道半径分布范围最宽,最大连通喉道半径及喉道半径平均值均最大;④无烟煤煤样的喉道半径分布范围最窄且最大连通喉道半径最小;⑤低、中煤阶烟煤煤样的孔喉比分布存在着单一主峰,并且主峰对应孔喉比相对较小;⑥煤岩渗透率与孔隙度、喉道半径平均值表现出了较好的正相关关系,其与孔喉比平均值呈负相关关系,而与孔隙半径平均值的关系则不明显。

关键词：煤 多尺度孔隙结构 扫描电镜 恒速压汞 渗透率 

单位：河南理工大学资源环境学院; 454000; 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心; 454000