开滦矿区煤中微量元素的分布特征

运用高分辨率电离耦合等离子体质谱(HRICP-MS)、电离耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、冷原子吸收光谱(CV-AAS)、原子荧光光谱(AFS)、离子选择性电极法(ISE)等方法测试了开滦矿区晚古生代47个煤样中的微量元素;采用储量权衡的方法,计算了开滦矿区煤中微量元素的均值,并与地壳克拉克值、华北地台晚古生代煤中均值、全国煤中均值进行了对比.研究发现,开滦矿区晚古生代煤中As(6 61μg/g)、Cd(0 2μg/g)、Cr(29 91μg/g)、Cu(34 98μg/g)、Ni(15 44μg/g)和Zn(67 89μg/g)等潜在的微量有害元素偏高,值得关注;并在我国煤中检测出了Re元素.

河北开滦矿区晚古生代煤对CH_4/CO_2二元气体等温吸附特性

研究了开滦矿区不同变质程度煤对不同配比CH4/CO2二元气体等温吸附特性,用扩展Langmuir方程的推论计算了CH4/CO2二元气体各组分在吸附相中的浓度,并分析了其变化特征,表明:煤对CH4/CO2二元气体的吸附并不是对纯CH4和纯CO2的独立吸附,而是2种气体的竞争吸附,混合气体中CO2含量越高,总吸附量越大.在开滦矿区煤对CH4/CO2二元气体的吸附过程中,利于CO2吸附的条件是高CO2组分浓度和高压力;中等变质程度煤利于CH4吸附的条件是高CH4组分浓度和高压力,而低变质程度煤是相对的低CH4组分浓度和高压力.研究区低变质程度煤对CH4的竞争吸附大于其对CO2的竞争吸附,并不适合CO2-ECBM技术的实施;中等变质程度煤对CO2的竞争吸附优于对CH4的竞争吸附,适于CO2-ECBM技术的实施.

河北开滦矿区煤洗选过程中15种主要有害微量元素的迁移和分配特征

以河北开滦矿区晚古生代煤及其洗选产品为例,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和冷原子吸收光谱(CV-AAS)方法对煤中主要微量有害元素(包括Be、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Se、Mo、Tl、Pb、Th、U和Hg)的含量及其在洗选过程中的迁移和分配特征进行了研究。通过对开滦矿区10个矿井47个煤层刻槽样品主要有害微量元素含量的统计,发现开滦矿区晚古生代煤中Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和As富集。通过对原煤-精煤-中煤-尾煤-煤泥两套系列样品的分析,发现主要有害微量元素在精煤中都有不同程度的脱除,中煤中相对富集的元素有Se和Th,明显被脱除的元素有Co和Tl。除Tl以外,尾煤中主要微量有害元素均有不同程度的富集,以As的富集率最高,可达34.4%,Hg的富集率最低,为1.1%。煤泥中所有微量有害元素均相对富集,以Hg的相对富集率最高,达78.4%。因此,如果对尾煤和煤泥加以利用,需要特别关注As和Hg等微量有害元素对环境的影响。主要微量有害元素在洗选过程中的分配行为主要受控于它在煤中的赋存状态。

河北开滦矿区晚古生代煤对CH_4/CO_2二元气体等温解吸特性

研究了河北开滦矿区不同变质程度的煤对不同配比CH4/CO2二元气体等温解吸特性,并用扩展Langmuir方程的推论计算了CH4/CO2二元气体各组分在吸附相中的浓度,分析了其变化特征。结果表明:在开滦矿区煤对CH4/CO2二元气体解吸过程中,中等变质程度煤(Ro=1.21%)对混合气体的吸附能力大于低变质程度煤(Ro=0.58%),且混合气体中CO2浓度越大,总吸附量越多。吸附相中CH4的相对浓度是逐渐降低的,CO2的相对浓度是逐渐升高的。开滦矿区中等变质程度煤相对于低变质程度煤,用CO2气体置换煤层中CH4,可以获得较高的单位压降CH4解吸率,注入CO2的量越多、相对浓度越高,其置换效果就越好,更适于往煤层注入CO2提高煤层气产量技术的实施。

开滦矿区晚古生代煤CH_4/CO_2二元气体等温吸附预测

用扩展Langmuir方程、理想吸附溶液理论和数值分析方法对开滦矿区不同变质程度煤对CO2/CH4二元气体的吸附量进行了预测,并用平均相对误差检验了其预测精度。结果表明:同一预测方法对开滦矿区不同变质程度煤的总吸附量预测准确度存在明显差异,理想吸附溶液理论法相对于扩展Langmuir方程法和数值分析法,其预测结果与实验值的拟合程度较好;理想吸附溶液理论对混合气体吸附预测的准确度取决于所预测的煤样煤质指标和煤样对纯气体的Langmuir等温吸附常数。在同样使用理想吸附溶液理论预测时,相对于低变质程度煤,中等变质程度煤的预测结果与实验值吻合程度更好。开滦矿区低变质程度林南仓矿11号煤预测的平均相对误差高到49.22%,所以还需对其进行混合气体的等温吸附实验,才能获得较准确的吸附特性参数.