杜海刚，宋建伟，谢 军，杨军伟，冯 姗

(1.六盘水师范学院 矿业与土木工程学院，贵州 六盘水 553004；2.贵州五轮山煤业有限公司，贵州 毕节 551700； 3.山东科技大学 能源与矿业工程学院，山东 青岛 266590)

随着煤炭资源的大规模开发和对清洁能源的需求不断增加，瓦斯治理及利用越来越受到关注。煤中瓦斯的主要存在状态有两种：吸附态和游离态，其中吸附态含量约为80%～90%。煤是一种复杂的双重多孔介质，依据霍多特孔隙分类体系，煤中孔隙可分为：超大孔(大于104nm)、大孔(103～104nm)、中孔(102～103nm)、过渡孔(10～102nm)、微孔(0～10 nm)。这些孔隙分布特征对气体的吸附、解吸、扩散和迁移有很大的影响，且煤孔隙具有分形特征[1-3]。因此，了解瓦斯治理过程中煤孔隙结构及分形特征具有重要意义。目前，煤孔隙结构的研究手段主要有高压汞侵入、CT扫描、低温液氮吸附脱附、核磁共振、小角度X射线、原子力显微镜等方法[4-7]。研究内容集中在用水、各种酸系和单纯的表面活性剂对煤样进行处理后，研究煤样孔隙的变化情况。针对乙酸表面活性剂溶液酸化煤样的孔隙结构和分形特征的研究则相对较少。由于煤层渗透率低，瓦斯治理仍然是一个技术难题。当前，水力压裂、水力切割、煤层注水等水力化措施被广泛应用于改善煤层渗透性[8-10]。但是，在工程应用过程中，尤其是水力压裂措施实施后，大部分水将沿着裂缝迅速泄漏，同时，水侵入煤层后会产生阻水作用，这将阻碍瓦斯的解吸。但在水中加入各种酸系物质、表面活性剂则能够有效改善煤层的渗透性和润湿性，解除阻水作用[11-15]。……