初一英語入學(xué)測試分析

1.煤粉顆粒磨圓度特征

在掃描電鏡下觀察煤粉顆粒形態(tài),發(fā)現(xiàn)煤粉顆粒的磨圓度不同。根據(jù)煤粉顆粒有無棱角及其被磨圓的程度,把煤粉顆粒劃分為棱角狀、次棱角狀、次圓狀和圓狀4個級別(圖4-20)。①棱角狀:煤粉顆粒的原始棱角無磨蝕痕跡或只受到輕微的磨蝕,其原始形狀無變化或變化不大。②次棱角狀:煤粉顆粒的原始棱角已普遍受到磨蝕,但磨蝕程度不大,顆粒原始形狀仍然可以辨認(rèn)。③次圓狀:煤粉顆粒的原始棱角已受到較大的磨蝕,其原始形狀已有了較大的變化,顆粒原始形狀不易辨認(rèn)。④圓狀:煤粉顆粒的棱角已基本或完全磨損,其原始形狀已難以甚至無法辨認(rèn),顆粒大都呈球狀、橢球狀。

圖4-17 掃描電鏡下煤粉顆粒特征

圖4-18 煤粉顆粒局部表面能譜分析結(jié)果

圖4-19 掃描電鏡下煤巖粉樣特征

圖4-20 煤粉顆粒的磨圓度類型

初步分析認(rèn)為,煤粉的磨圓度特征與其來源有關(guān):①煤層中的固有煤粉由于搬運過程中的磨蝕,容易成為圓狀、次圓狀;②棱角狀、次棱角狀煤粉主要是受力脆性破壞的結(jié)果,這些煤粉主要來源于鉆井、壓裂、排采工程造成的煤層機(jī)械破壞與應(yīng)力改變,屬于后期形成的次生煤粉。

2.煤粉顆粒球度特征

在掃描電鏡下觀察煤粉顆粒形態(tài),發(fā)現(xiàn)煤粉顆粒的球度不同。根據(jù)煤粉顆粒三軸長度比,將煤粉顆粒劃分為柱狀、片狀和粒狀三類(圖4-21)。若煤粉沿一軸延伸為柱狀;若煤粉沿兩軸延伸為片狀;若煤粉三軸長度比接近為粒狀。初步分析認(rèn)為,煤粉球度可能主要與其煤體結(jié)構(gòu)有關(guān):①原生結(jié)構(gòu)煤和碎裂煤,后期遭受沖蝕作用,易形成柱狀煤粉;②碎粒煤易形成粒狀,后期搬運過程中磨圓較好,呈粒狀;③片狀煤粉主要來自于鱗片煤和片煤的片狀剝落;④糜棱煤受到強烈的構(gòu)造作用,煤體變形強烈,可以形成多種形態(tài)的煤粉。

3.煤粉顆粒表面特征

在掃描電鏡下觀察煤粉顆粒表面形態(tài)特征,發(fā)現(xiàn)煤粉顆粒表面特征不同。根據(jù)煤粉顆粒表面光滑程度,將煤粉顆粒的表面分為光滑型表面和粗糙型表面兩種(圖4-22)。一般,煤粉顆粒的粗糙表面主要是許多微小顆粒吸附在大顆粒表面或者小顆粒聚集造成的。

煤粉顆粒的表面特征是由其自身成分所確定的。經(jīng)過能譜測試,一般光滑型表面顆粒的主要成分為C元素,以有機(jī)組分為主(圖4-23);而粗糙型表面的顆粒的C元素含量很少,甚至不含C元素,而Fe,O,S的含量大量增加,初步判斷粗糙型表面的顆粒主要為無機(jī)礦物,可能含有大量Fe2O3和FeS2(圖4-24)。且粗糙型表面的顆粒多于光滑型表面的顆粒,這與顯微鏡下觀察的煤粉成分以無機(jī)礦物為主相一致(Yingchun Wei et al.,2013)。

圖4-21 煤粉顆粒的球度類型

圖4-22 煤粉顆粒的表面特征類型

圖4-23 煤粉顆粒的光滑表面特征與能譜測試

圖4-24 煤粉顆粒的粗糙表面特征與能譜測試

4.煤粉形態(tài)的影響因素

利用掃描電鏡對原生結(jié)構(gòu)煤、碎裂煤、碎粒煤和鱗片煤的煤巖粉顆粒形態(tài)進(jìn)行觀察(圖4-25),結(jié)合煤層氣井產(chǎn)出的煤粉形態(tài)特征,從煤體結(jié)構(gòu)方面力圖查明不同形態(tài)煤粉的成因和煤粉的來源。

圖4-25 煤巖的煤粉形態(tài)

原生結(jié)構(gòu)煤和碎裂煤的煤巖粉形態(tài)特征如圖4-25(a)、(b),其顆粒呈塊狀,顆粒表面相對光滑,棱角分明,顆粒直徑較大,不規(guī)則。而煤層氣井排采中產(chǎn)出的柱狀煤粉呈柱狀或塊狀,煤粉表面相對光滑,棱角分明,且不均一,如圖4-21(b)。通過二者對比分析,表明煤層氣井排采中產(chǎn)出的柱狀煤粉可能來源于原生結(jié)構(gòu)煤和碎裂煤。

鱗片煤的煤巖粉形態(tài)特征如圖4-25(c),其顆粒呈片狀,顆粒表面相對光滑,棱角分明,大小不一,不規(guī)則。而煤層氣井排采中產(chǎn)出的片狀煤粉在顆粒二軸方向上具有良好的延展性,顆粒邊緣具有較明顯的破裂痕跡,煤粉表面相對光滑,如圖4-21(a)。通過二者對比分析,表明煤層氣井排采中產(chǎn)出的片狀煤粉可能來源于鱗片煤。鱗片煤在煤層氣排采過程中受剪切應(yīng)力及流體沖蝕導(dǎo)致煤粉從鱗片煤上片狀脫落,形成大量的片狀煤粉。

碎粒煤的煤巖粉形態(tài)特征如圖4-25(d),其顆粒呈粒狀,顆粒表面相對光滑,棱角不分明,呈次棱角或次圓狀,顆粒直徑較小,顆粒大小均一性好。而煤層氣井排采中產(chǎn)出的粒狀煤粉顆粒三軸長度比較接近,次圓狀或圓狀,煤粉表面特征具有明顯的光滑與粗糙差異性,如圖4-21(c),這主要與顆粒成分有關(guān)。通過二者對比分析,表明煤層氣井排采中產(chǎn)出的粒狀煤粉可能來源于碎粒煤。碎粒煤在煤層氣排采過程中受剪切應(yīng)力及流體沖蝕導(dǎo)致煤粉從碎粒煤煤巖上粒狀脫落,形成大量的粒狀煤粉。

綜上所述,通過不同煤體結(jié)構(gòu)煤的煤巖粉形態(tài)特征與煤層氣井排采中產(chǎn)出的煤粉形態(tài)特征對比發(fā)現(xiàn),煤粉的形態(tài)特征與煤體結(jié)構(gòu)有關(guān),不同顯微形態(tài)特征的煤粉,在一定程度上反映了煤粉的成因和來源。不同煤體結(jié)構(gòu)煤產(chǎn)出煤粉的傾向性不同(表4-15),原生結(jié)構(gòu)煤和碎裂煤以塊狀斷裂的方式形成以柱狀或粒狀為主的煤粉,顆粒較大,棱角較分明,煤粉產(chǎn)出的傾向性較小;碎粒煤形成以粒狀為主的煤粉,粒度較小,煤粉產(chǎn)出的傾向性較大;鱗片煤以片狀剝落的方式形成片狀煤粉,煤粉產(chǎn)出的傾向性亦較大。

表4-15 不同煤體結(jié)構(gòu)煤產(chǎn)出煤粉的顯微形態(tài)特征

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