發(fā)布時(shí)間：2021-02-09 10:22

　　煤層注水是目前世界上普遍使用的礦井災(zāi)害綜合防治技術(shù),該技術(shù)的理論基礎(chǔ)之一是壓力水在煤體中的滲透特性,因煤是一種內(nèi)部含有裂隙-孔隙雙重結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì),水在煤體中的滲透特性與煤體內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。為建立煤體滲透特性與孔隙結(jié)構(gòu)間的關(guān)系,本文基于核磁共振實(shí)驗(yàn)測(cè)試了煤層注水過(guò)程中,在不同圍壓及孔隙水壓下煤樣孔隙結(jié)構(gòu)特征及滲流特性;通過(guò)高壓壓汞實(shí)驗(yàn)對(duì)注水前后煤樣內(nèi)部孔隙分布特征進(jìn)行了測(cè)試。核磁實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,注水煤樣內(nèi)部裂-孔隙結(jié)構(gòu)交錯(cuò)分布,孔徑分布差異明顯,過(guò)渡孔所占體積比例最多,大孔次之,微孔及中孔所占體積比例最少;注水過(guò)程中,高壓水的擴(kuò)孔作用可以溝通孔隙網(wǎng)絡(luò),而圍壓的增加則會(huì)增大煤樣骨架應(yīng)力,壓縮煤樣,使孔體積減小,注水過(guò)程最終會(huì)形成孔隙儲(chǔ)水-裂隙導(dǎo)流的現(xiàn)象。結(jié)合壓汞實(shí)驗(yàn)可知,煤層注水過(guò)程中的水的滲流過(guò)程會(huì)使煤樣骨架發(fā)生壓縮變形,從而改變煤樣內(nèi)部孔隙分布,但是不會(huì)對(duì)煤樣骨架產(chǎn)生脆性破壞,注水結(jié)束后,煤樣內(nèi)部產(chǎn)生的變形會(huì)在彈性能的作用下恢復(fù)原狀�；诤舜殴舱駥�(shí)驗(yàn)及高壓壓汞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),結(jié)合分形幾何理論對(duì)煤樣孔隙結(jié)構(gòu)的分形特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:根據(jù)核磁實(shí)驗(yàn)結(jié)果測(cè)算的分形維數(shù)能較好的表征全尺度范圍內(nèi)... 

【文章來(lái)源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１加工設(shè)備及煤樣圖??Ｆｉｇ?２．１?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｃｏａｌ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??２．２高壓注水煤樣核磁共振實(shí)驗(yàn)??

零＿?■震譯??■＂＇ｈ＝５０ｍｍ?寸??隱?Ｕ??圖２．１加工設(shè)備及煤樣圖??Ｆｉｇ?２．１?Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｃｏａｌ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??２．２高壓注水煤樣核磁共振實(shí)驗(yàn)??２．２．１核磁實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方案??２．２．１．１核磁實(shí)驗(yàn)設(shè)備??實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖２．２所示，實(shí)驗(yàn)裝置主要由核磁共振分析與成像系統(tǒng)、高壓??滲流模塊、耐高壓探頭線圈等組成，核磁部分采用ＭａｃｒｏＭＲ－１５０－Ｈ－Ｉ型低場(chǎng)核??磁共振設(shè)備，該型號(hào)是紐邁公司推出的大口徑核磁分析與成像系統(tǒng)，整體呈立??柜式，外觀簡(jiǎn)潔大方，擁有Ｃ型大空腔磁體，適用范圍廣，推拉式進(jìn)樣設(shè)計(jì)，??集分析和成像于一體。其磁體類型為稀土釹鐵硼材料永磁體，磁場(chǎng)強(qiáng)度為??０．３±０．０５Ｔ，儀器主頻率為１２．８ＭＨｚ，探頭線圈直徑：１５０ｍｍ，配套最新一代全??數(shù)字化譜儀，在提高樣品圖像的分辨率的同時(shí)，能滿足不同尺寸樣品（最大０??１５０ｍｍ）的測(cè)試需求。信號(hào)采集頻率為２５０ＫＨｚ

所以可以將６譜圖轉(zhuǎn)換為孔徑分布圖。??２．２．１．２實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)流程??實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如圖２．３所示，首先將樣品放在烘箱中，在６０°Ｃ條件下烘干??２４小時(shí)，其后將樣品取出，稱重，將樣品放入巖心夾持器，測(cè)試煤樣的乃譜，??連接好管線，用氟油通過(guò)圍壓液入口注入施加圍壓，通過(guò)注水口注壓力水，以??還原煤層注水過(guò)程中受水力影響區(qū)域內(nèi)煤體的真實(shí)受力情況。??實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：首先給巖心施加固定圍壓（ｌＯＭＰａ）、回壓（８ＭＰａ）條件，??５ｈ內(nèi)系統(tǒng)無(wú)泄漏現(xiàn)象則為合格。其后將注水壓力固定為５．００ＭＰａ，分別將圍壓??升高為１２．００ＭＰａ、１６．００ＭＰａ、２０．００ＭＰａ，其后將注水壓力固定為８．００ＭＰａ，將??圍壓分別設(shè)置為１２．００ＭＰａ?１６．００ＭＰａ、２０．００ＭＰａ，測(cè)試每個(gè)壓力點(diǎn)穩(wěn)定后巖心??的�。沧V、孔隙度、液測(cè)滲透率，研宄固定注水壓力情況下圍壓變化對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)??的影響；然后固定圍壓為１６．００ＭＰａ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于核磁共振和低溫氮吸附的煤層酸化增透效果定量表征[J]. 李勝,羅明坤,范超軍,畢慧杰,任延平.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(07)
[2]沁水盆地古縣區(qū)塊煤系“三氣”儲(chǔ)層孔隙特征對(duì)比[J]. 楊曉東,張苗,魏巍,李娟,傅雪海.  天然氣地球科學(xué). 2017(03)
[3]煤層注水時(shí)間與水分增值及影響范圍[J]. 趙尤信,齊慶杰,吳憲,李艷川.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(08)
[4]基于CT三維重建與逆向工程技術(shù)的煤體數(shù)字模型的建立[J]. 王剛,楊鑫祥,張孝強(qiáng),薛嬌,李文鑫.  巖土力學(xué). 2015(11)
[5]基于顯微CT的不同煤體結(jié)構(gòu)煤三維孔隙精細(xì)表征[J]. 李偉,要惠芳,劉鴻福,康志勤,宋曉夏,馮增朝.  煤炭學(xué)報(bào). 2014(06)
[6]水分對(duì)煤體瓦斯吸附及徑向滲流影響試驗(yàn)研究[J]. 劉震,李增華,楊永良,季淮君.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[7]基于MRT-LBM的分形裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流數(shù)值模擬[J]. 樊火,鄭宏.  中國(guó)科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2013(12)
[8]分形理論的發(fā)展研究概述[J]. 解軍強(qiáng).  科教導(dǎo)刊(上旬刊). 2013(09)
[9]基于壓汞分形的高變質(zhì)石煤孔滲特征分析[J]. 姜文,唐書恒,張靜平,吳敏杰,孫鵬杰,曹暉.  煤田地質(zhì)與勘探. 2013(04)
[10]煤層氣儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)分形特征定量研究[J]. 楊宇,孫晗森,彭小東,李軍,彭少濤.  特種油氣藏. 2013(01)

博士論文
[1]巖石孔隙結(jié)構(gòu)三維重構(gòu)及微細(xì)觀滲流的數(shù)值模擬研究[D]. 王金波.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 2014

碩士論文
[1]煤孔隙結(jié)構(gòu)和煤對(duì)氣體吸附特性研究[D]. 孟憲明.山東科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3025487