秉承科学家精神、科研服务国家战略需求，坚持将科研论文写在祖国大地上，把科技成果应用在实现现代化的伟大事业中，国家重大人才工程项目入选者薛生教授团队在煤矿瓦斯治理领域取得重要研究进展，相关成果以“静磁场协同微生物降解烟煤孔隙结构演化及甲烷促解机制”为题，发表于行业顶级期刊《煤炭学报》。

静磁场影响下煤样的增透及瓦斯促解机理示意图

围绕深部低渗煤层瓦斯高效抽采这一关键问题，研究团队开展了静磁场协同微生物降解烟煤的机理研究，构建了“常规厌氧培养—低磁场处理—高磁场处理”对比实验体系，综合采用甲烷析出速率测试、16S rRNA高通量测序、功能基因注释、FTIR、SEM及低温液氮吸附等手段，揭示了静磁场作用下煤体有机质生物降解、菌群演化与孔隙结构重构的协同响应规律。研究发现，20 mT低强度静磁场条件下，煤样20d培养周期内的甲烷解吸速率最高达到4.61μmol/g·h，较常规生物培养组提高2.73倍；同时，低磁场显著富集产甲烷古菌Methanosarcina，其丰度达到约76%，并同步增强脂肪酸代谢、甲烷代谢和苯甲酸代谢等关键通路表达。表征实验发现，低磁场协同微生物作用可显著促进煤样微孔发育和孔隙连通性提升，其中微孔孔容占比达到76.68%，煤样表面裂隙与褶皱特征发育更加明显，脂肪族官能团活化程度增强。研究结果揭示静磁场能够通过激发功能菌群代谢活性、加快煤基有机质降解和优化孔隙结构演化，实现煤层瓦斯促解与增透的协同强化（如下图所示）。研究成果为井下绿色高效瓦斯治理提供了新的理论支撑和技术思路。

文章以安徽理工大学为第一单位，研究成果得到国家重点研发计划课题“煤层瓦斯原位降消新材料及高效降消工艺方法”（2023YFC3009002）等基金的资助。