不同煤阶煤样在地热水环境中的理化特征研究
葛鹏
摘要：为揭示地热条件下不同变质程度煤样的结构演化与界面反应特征,选取气煤(GC)、焦煤(CC)和无烟煤(ANT)3 种典型煤样,在 25℃和 50℃条件下开展水煤反应实验.结合扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及接触角测试等手段,系统分析了煤样表面结构、官能团组成及润湿性变化规律.结果表明,地热作用显著促进煤样表面由致密向疏松的结构转变,低阶煤孔隙发育、裂隙扩展最为显著.随温度升高,C—O与C＝O等极性官能团含量增加,C—C结构比例下降,O/C比显著升高,表明热—水耦合作用强化了煤表面氧化与极性化过程.接触角结果显示,各煤样润湿性均随温度升高而增强,焦煤与无烟煤下降幅度最大,说明地热作用通过"结构松散化—官能团极性化—亲水性提升"的协同机制强化了水-煤界面反应.研究为深部煤层地热环境中煤-水反应活性、DOM释放动力及地下水碳迁移机制的定量描述提供了重要理论基础.
关键词：地热条件煤阶水煤反应官能团演化亲水性
分类号：TQ530(煤化学及煤的加工利用)
论文发表日期：2026-01-31
页数：8( 20-27 )
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