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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
构造煤中有机显微组分变形差异的力学及分子结构本质
  • 7
  • 作者

    侯晨亮 姜波 李明 宋昱 刘和

  • 单位

    安徽理工大学煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室

  • 摘要
    煤体微观变形的非均质性对煤层气赋存、运移产出具有重要影响,其中有机显微组分变形差异是引起煤体微观变形的关键。迄今,有机显微组分变形差异性与其力学性质及分子结构之间的内在联系仍知之甚少。本文以构造煤中有机显微组分变形差异性特征研究为基础,借助原生结构煤的高温高压变形物理模拟实验验证原位温度-应力条件下有机显微组分的变形规律,结合有机显微组分的原位纳米力学参数和分子结构特征等测试结果,阐释了构造煤中有机显微组分变形差异的力学及分子结构本质。研究表明,壳质组的分子结构松散、稳定性低、可抵抗的应力最小,表现出的硬度和弹性模量也最小,相同温度、应力载荷作用下蠕变位移最大,构造应力作用下易发生韧性弯曲变形;镜质组的分子结构相对紧密、稳定性较高、可抵抗应力较大,其硬度和弹性模量较大,相同温度、应力载荷作用下蠕变位移较小,构造应力作用下多出现脆性破裂变形;相比而言,惰质组的分子结构最为紧密、稳定性最高、可抵抗应力最大,其硬度和弹性模量最大,等同温度、应力载荷作用下蠕变位移最小,相同的构造应力作用下产生的脆性破裂变形要弱于镜质组。在本文可进一步深化煤岩学基础理论及煤变形微观机理研究,并为揭示构造复杂区或深部煤层气赋存及运移产出规律提供理论依据。
  • 关键词

    构造煤微观变形有机显微组分力学性质分子结构

  • 文章目录


    引言
    1 地质概况
    2 样品采集与实验
    2.1 样品采集
    2.2 实验
    2.2.1 构造煤中有机显微组分的形态观测
    2.2.2 煤中有机显微组分变形物理模拟实验
    2.2.3 有机显微组分原位纳米力学性质测定
    2.2.4 有机显微组分分子结构表征
    3 实验结果分析
    3.1 有机显微组分变形差异特征
    3.2 有机显微组分力学性质差异特征
    3.3 有机显微组分分子结构差异特征
    4 讨论
    4.1 有机显微组分变形差异的力学原因
    4.2 有机显微组分力学性质差异的分子结构本质
    5 结论
  • 引用格式
    侯晨亮,姜波,李明,等.构造煤中有机显微组分变形差异的力学及分子结构本质[J/OL].煤炭学报,1-14[2025-02-20].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.DM24.1273.
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