[摘 要]通过对不同煤样进行扫描电镜实验，可以得出各种煤样的表面结构，在低温氧化过程中会遵循着一致的变化规律，即：随温度的升高煤体表面的细小煤屑有所消耗，出现因气体逸出而暴露的小孔。当温度持续上升的时候，暴露的小孔以及煤体原有的过渡孔和微孔向中孔和大孔的方向改变。煤体表面煤屑因反应的消耗不断减少，一些相邻的孔隙相互连通，凹凸不平的煤体表面上孔隙的分布趋于明显。
　　[关键词]扫面电镜 低温氧化 表面物理结构
　　中图分类号：TE933.207 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）28-0287-01
　　煤是一种多孔的岩石，煤岩结构中的孔隙在煤体内部的分布纵横交错，纷乱复杂。煤的化学性质决定了煤岩结构的复杂性和不均匀性，这些特性与成煤过程息息相关。不同种类的煤具有不同的结构分布特点，因此，不同温度下煤体氧化结果的外部表现也各不相同。为了直观的展现低温条件下温度对煤体物理结构的影响，分别对在50℃、80℃和110℃温度下氧化后东欢坨煤矿（气煤）、钱家营矿（肥煤）、唐山矿（焦煤）和山西金星某矿（贫煤）煤样进行了扫描电镜实验。
　　1. 实验过程
　　实验主要采用了华北理工大学实验中心S-4800型场发射扫描电子显微镜，运用扫描电镜法对煤体表面物理结构的微观表现进行观察，直观地了解煤体外部形貌和裂隙分布情况。
　　在进行实验前，将煤样破碎成颗粒状并保证每个颗粒都具有平行于水平面的观测平面，然后将各煤种的煤样分别在50℃、80℃和110℃温度下进行充分氧化，之后在煤样的表面进行喷金处理，从而使煤样具有导电性，得以保证扫描电镜拍照质量[1，2]。
　　2. 实验结果
　　表1～表4总结了气煤、肥煤、焦煤和贫煤样分别在50℃、80℃和110℃温度下氧化后煤体外部形貌和裂隙分布情况，从表中我们可以看出不同变质程度的煤表面结构的分布情况，并能客观的体现出温度的变化对于不同的煤种产生的影响。
　　煤样表面呈层片状分布，有颗粒状煤粒填充。孔隙比较丰富，主要以变质孔中的链间孔为主，孔隙分布比较均匀。随着温度的升高，煤体表面裂隙和微孔数量有所增加，表面细小颗粒有所消耗，之后煤体表面趋于平滑，层片状分布更加明显。
　　煤樣层片状分布明显，质地较坚硬，有片状煤屑存在。存在均匀致密的圆形气孔，裂隙分布少。随温度的升高，片状煤屑有所消耗，有椭圆形气孔形成，微孔数量增多，有细小裂隙出现；温度继续升高到110℃，煤体表面趋于光滑，大孔数量明显增多，煤体表面填充细小碎屑消耗，层片状分布更加明显。
　　煤体表面光滑致密，孔隙结构以微孔为主。几乎不存在肉眼可见的大孔和中孔。随温度升高，煤体表面的细小煤屑开始消耗，煤体表面上出现气孔；温度持续上升这些小孔和微孔随反应的进行而逐渐向中孔和大孔发展，裂隙数量增加，煤体表面略显粗糙。
　　煤体质地坚硬且致密，有少量片状煤屑存在，表面光滑。几乎不存在明显的大孔和中孔，以微孔为主。随温度升高，煤体表面煤屑开始消耗，光滑的表面上出现因挥发性气体逸出而暴露的小孔；温度持续上升这些小孔和微孔随反应的进行而逐渐向中孔和大孔发展，裂隙数量增加。
　　3.实验分析
　　低温氧化过程中随变质程度的增加煤的结构趋于致密，质地坚硬，表面孔隙分布由大孔和中孔向过渡孔和微孔过渡。
　　虽然各煤种表面结构在低温氧化过程中表现出不同的变化现象，但都遵循着一致的变化规律，即：随温度的升高煤体表面的细小煤屑有所消耗，出现因挥发性气体逸出而暴露的小孔，增大了煤体与氧气的接触面积。当温度持续上升的时候，暴露的小孔以及煤体原有的过渡孔和微孔因氧化反应的消化而向中孔和大孔的趋势改变，将有更多的煤体暴露在空气中。煤体表面煤屑因反应的消耗不断减少，一些相邻的孔隙相互连通，凹凸不平的煤体表面上孔隙的分布趋于明显。
　　参考文献：
　　[1] 程庆迎，黄炳香，李增华.煤的孔隙和裂隙研究现状[J].煤炭工程，2011（12）：91-93.
　　[2] 张慧，李小彦，郝骑，等.中国煤的扫描电子显微镜研究[M].北京：地质出版社，2003.