基于SEM的珲春低阶煤微观结构特征研究.pdf

第35 卷 第X 期 岩石力学与工程学报 Vol.35 No.X 2016 年X 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering XXX ，2016 基于 SEM 的珲春低阶煤微观结构特征研究 1 1，2 1 1 1 邹俊鹏 ，陈卫忠 ，杨典森 ，于洪丹 ，谭贤君 (1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，湖北 武汉 430071 ； 2. 山东大学 岩土与结构工程研究中心，山东 济南 250061) 摘要： 目前利用扫描电镜数字图像对低阶煤的矿物质成分含量、微裂隙发育及微观结构的各向异性特征缺乏较系 统的研究。本文结合扫描电镜试验和压汞实验，对珲春煤田低阶煤微观形态及微裂隙发育的各向异性特征进行了 研究。通过选择合适的灰度阈值将扫描电镜中观察的平行和垂直层理的微观图像处理成矿物质成分二值数字图像 和微裂隙二值数字图像，计算得到了矿物质成分的百分含量，平行层理面和垂直层理面中微裂隙体积百分比。分 别研究了平行和垂直层理方向微裂隙发育的分形特征，计算得到了微裂隙的分形盒维数，结果显示，与平行层理 相比，垂直层理方向微裂隙表面光滑性、规则性较差，空间充填能力较强，比表面积较大，而且具有更强的吸附 能力。压汞试验结果表明煤试样的孔径多分布在10～100 nm 及15～95 um 范围，在10 nm～100 nm 附近比表面 积变化量最大，扫描电镜观测得到的煤植体层片状结构和矿物质絮状结构形成的孔隙结构也近似分布于此范围， 说明煤植体层片状结构和矿物质絮状结构确实能够提供较大的比表面积，层片状煤植体结构能够贡献较强的煤层 气储存吸附能力。 关键词：长焰煤；电镜扫描试验；数字图像；分形理论；孔径分布 中图分类号：TU94 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2016)00 –0000 –00 The research of microstructure characteristics of Hunchun low-rank coal based on SEM 1 1，2 1 1 1 ZOU Junpeng ，CHEN Weizhong ，YANG Diansen ，YU Hongdan ，TAN Xianjun (1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering，Institute of Rock and Soil Mechanics ，Chinese Academy of Sciences ，Wuhan，Hubei 430071 ，China；2. Geotechnical and Structural Engineering Research Center ， Shandong University ，Jinan ，Shandong 250061，China) Abstract ：Currently ，low-rank coal mineral component and content ，microcrack quantitative analysis and anisotropy microstructure analysis using SEM digital image method are lack of systematically research