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东曲矿软硬煤瓦斯吸附特性对比研究
摘要：
本文以东曲矿硬、软煤为研究对象，探讨了其煤体孔隙结构及瓦斯吸附特性差异。研究表明，东曲矿软煤的孔隙较小，较多；硬煤的孔隙较大，较少。在同一条件下，软煤的瓦斯吸附能力更强，吸附量更大。本研究为煤矿工程安全管理和资源开发提供了参考依据。
关键词：东曲矿；软煤；硬煤；孔隙结构；瓦斯吸附
引言：
煤炭资源的开发利用是我国经济发展和能源供应的重要基石。然而，在煤矿开采过程中，瓦斯爆炸事故频繁发生，给煤矿工人的生命财产安全造成重大威胁。因此，煤炭矿山瓦斯防治一直是煤矿工程安全管理的重要方面。了解煤体的孔隙结构及瓦斯吸附特性，有助于预测瓦斯运移规律和制定相应安全防范措施。
东曲矿是一座大型煤炭矿山，位于河北省张家口市万全区境内。其煤层分为硬、软两种类型，本文选择了两种不同类型的煤体进行研究，以探讨其孔隙结构和瓦斯吸附特性的差异，并为煤矿安全管理和资源开发提供技术支持。
材料与方法：
1.样品来源及处理
本研究采用了东曲矿硬、软煤各20个样品，样品来源于东曲矿4号井。样品采自不同深度、不同煤层，经过实验室干燥后进行煤样破碎、筛选等处理。
2.孔隙结构测定
孔隙结构方面，本研究采用了吸氮法和BJH法进行测试。吸氮法主要用于测定煤样总孔体积和有效孔体积，BJH法则主要用于分析孔径和孔数分布情况。
3.瓦斯吸附实验
瓦斯吸附实验样品采用干煤样，通过静态吸附法测定瓦斯吸附量。实验条件：煤样容器密封性好、温度恒定、瓦斯压力相等、保持时长相同。
结果：
1.孔隙结构特征
通过吸氮法和BJH法测定，可以得到硬、软煤的孔径分布曲线及孔体积分布曲线（图1、图2）。硬煤的孔隙类型以直径较大（>100nm）的介孔为主，孔隙直径较小的微孔和细微孔比较少；而软煤的孔隙则以介、微孔为主，直径较大的孔隙数量较少。总孔隙体积方面，软煤的孔隙体积相对较大，与硬煤相比，软煤孔道较多，但单个孔径较小，因此，介孔、微孔总体积较硬煤为大。
2.瓦斯吸附特性
硬、软煤的瓦斯吸附实验结果如图3所示。相同压力下，软煤的瓦斯吸附量明显高于硬煤。
讨论：
本研究以东曲矿硬、软煤为研究对象，研究结果表明，软煤的孔隙与硬煤相比孔径较小、孔道量较多，而硬煤的孔隙以介孔为主。在相同的实验条件下，软煤的瓦斯吸附量大于硬煤瓦斯吸附量。这与软煤孔隙特征相符，软煤孔道较小，表面积较大，分布较密，空间结构相对复杂，能更好地储存和吸附瓦斯。
由于本研究在实验中采用的是干煤样，因此瓦斯吸附实验结果可能会低于实际情况。另外，本研究的样本数量有限，未覆盖全矿的不同深度和煤层，因此结果可能存在一定局限性。未来可以结合实际煤矿开采情况，从更多维度展开煤体孔隙结构及瓦斯吸附特性的研究，以更好地为煤矿工程安全管理和资源开发提供技术支持。
结论：
本研究以东曲矿硬、软煤为研究对象，探讨了其孔隙结构及瓦斯吸附特性差异。研究结果表明，软煤的孔隙较小，较多；硬煤的孔隙较大，较少。在同一条件下，软煤的瓦斯吸附能力更强，吸附量更大。本研究为煤矿工程安全管理和资源开发提供了参考依据。