煤孔隙結構（coal pore structure）

煤孔隙結構(coalporestructure)

煤孔隙結構指煤層所含孔隙的大小、形態、發育程度及其相互組合關係。表征煤孔隙結構的基本參數是：孔徑、比孔容、比表麵積、孔隙度和中值孔徑等。觀測煤孔隙的方法很多，如壓汞法可用於測量直徑大於7.5nm的孔隙;低溫氮吸附法可測量孔徑更小的孔隙;二氧化碳吸附法常用於測量比表麵積;用光學顯微鏡和電子顯微鏡可觀察孔隙特征及其充填情況，並可判別孔隙的成因。

①煤比孔容(specificporevolumeofcoal)——單位質量煤中孔的容積，常以厘米3/克或毫升/克為單位。在煤變質過程中，大孔和中孔的比孔容在總比孔容中所占比例有減少趨勢，而微孔的比孔容所占比例有增加趨勢。

②煤比表麵積(specificsurfaceareaofcoal)——單位質量煤中孔隙的表麵積，常以米2/克為單位。煤中孔徑小於10納米的微孔的比表麵積在總比表麵積中占有的比例最大。用不同方法測量比表麵積的結果不一樣。通常用二氧化碳作吸附質，采用吸附法測量比表麵積，若改用氮作吸附質，或者用壓汞法測比表麵積，其結果小很多。

③煤孔隙尺寸分類

煤中孔的大小差別極大，最小孔的孔寬為納米(nm，即10-9m)級。我們曾測出的最小的孔寬約0.6nm左右，其中裝下一個甲烷分子(直徑為0.41nm)後，第二個甲烷分子進不去。煤中還可能有更小的孔，連一個氦分子(直徑為0.178nm)也通不過。

前蘇聯學者霍多特(Ходот，В.В.)1966年提出煤孔隙大小分類方案，即按孔半徑將煤中所含的孔分成四類：

霍多特的煤孔隙大小分類

孔類別	孔半徑
大孔	孔半徑＞10000A（＞1000nm）
中孔	孔半徑10000～1000A（1000～100nm）
過渡孔	孔半徑1000～100A（100～10nm）
微孔	孔半徑＜100A（＜10nm）

我國煤中孔隙發育特征有如下認識：

(1)、所有煤裏同時存在大小不等的孔隙。

(2)、在煤這種多孔物質內，以孔寬小於200nm的過渡孔、小孔、微孔和超微孔為主。

(3)、在同煤級的煤中，鏡質組(特別是基質鏡質體)內部小於200nm的孔較發育，由此推測，在以鏡質組為主要成分的鏡煤和亮煤裏較為富集煤層氣。

(4)、在不同煤變質程度的煤中，孔隙總體變化趨勢是：褐煤的孔隙最為發育，煙煤的孔隙發育程度相對較差，到無煙煤階段，孔隙又有所增加;隨煤級升高，孔寬大的孔所占比例下降，孔寬小的孔所占比例上升。褐煤的孔隙雖然最為發育，但是孔寬大的孔所占比例較大，總比表麵積並不大，褐煤又含水較多，褐煤礦埋藏一般都淺，以致褐煤的含氣量通常較少。無煙煤內孔寬小的孔所占比例較大，總比表麵積較大，加上無煙煤對甲烷的吸附性較強，以致在其他地質條件相同條件下，無煙煤往往含有較多的煤層氣。

以上隻是測試資料反映出來的現象。

從實用角度出發，用壓汞法和低溫吸附法定量測試煤的孔隙，以及用顯微鏡和電子顯微鏡定性觀察煤孔隙都沒有很大的實用意義。