通過手標本及電子顯微鏡對研究區(qū)發(fā)育的構造煤進行觀測,不同類型構造煤在宏觀及微觀變形特征方面差異性顯著。利用分形理論結合壓汞實驗數(shù)據(jù)對構造煤孔隙特征進行了研究。研究結果表明:隨構造變形程度增強,總孔容、孔隙度整體呈增大趨勢,韌性變形階段尤為顯著,而孔隙連通性逐步變差;孔隙特征對構造變形作用的響應程度隨孔隙尺度的減小而變弱;基于壓汞數(shù)據(jù)的分形維數(shù)僅能有效表征大孔及中孔的孔隙結構特征,分形維數(shù)隨煤體變形程度的增強而增大,孔隙結構呈現(xiàn)多樣化及復雜化;大孔孔容和滲流孔比重與分形維數(shù)呈正線性相關,而中孔孔容與分形維數(shù)呈正指數(shù)相關。 

【文章來源】：煤礦安全. 2017,48(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

階段孔容對煤體變形程度的響應

第48卷第4期2017年4月SafetyinCoalMinesVol.48No.4Apr.2017圖2大孔孔容與分形維數(shù)關系圖3中孔孔容與分形維數(shù)關系圖4滲流孔比重與分形維數(shù)關系作者簡介：王林杰（1991—），男，山東煙臺人，在讀碩士研究生，主要從事礦井地質方面的工作。（收稿日期：2016-10-28；責任編輯：王福厚）滲流孔和吸附-擴散孔配置情況及孔隙形態(tài)特征對煤層氣滲流起到了決定性作用。構造變形致使煤體內吸附-擴散孔與滲流孔發(fā)生重新配置。隨分形維數(shù)的增加，滲流孔所占比重呈線性增加（圖4）。煤體滲流能力與滲流孔比重及孔隙形態(tài)特征密切相關。隨煤體變形程度的增加，分形維數(shù)增大，表明煤體內孔隙結構趨向復雜，孔喉大量出現(xiàn)，同時孔隙內部粗糙度增大，增強了瓦斯吸附能力，但對瓦斯?jié)B流產生一定阻礙。因此通過分形維數(shù)的變化及滲流孔比重的動態(tài)變化可以有效分析煤體孔隙滲透性的復雜變化。4結論1）許疃礦構造煤類型主要有碎裂煤、片狀煤、鱗片煤、揉皺煤及糜棱煤5種。由碎裂煤至糜棱煤，煤體原生結構逐步破壞，裂隙趨向紊亂密集發(fā)育，摩擦面連續(xù)性及光滑度增強，微觀變形特征與宏觀變形特征具有較好的一致性。2）隨煤體變形程度增強，總孔容與孔隙度呈整體增加趨勢，脆性及脆韌性變形階段呈微弱波動變化，韌性變形階段急速增加；退汞效率持續(xù)降低，歸因于孔喉數(shù)量的增加及孔隙內部粗糙度的增大。構造作用導致孔徑結構發(fā)生重新配置，階段孔容對構造變形作用的響應程度隨孔隙尺度的減小而變弱，在脆性變形階段已達到中孔尺度，在韌性變形階段，達到微孔尺度。3）基于壓汞實驗的分形維數(shù)對孔隙結構的表征具有一定局限性，僅能有效表征大、中孔結構特征。大孔、中孔孔容與分維值呈正線性和正指數(shù)關

第48卷第4期2017年4月SafetyinCoalMinesVol.48No.4Apr.2017圖2大孔孔容與分形維數(shù)關系圖3中孔孔容與分形維數(shù)關系圖4滲流孔比重與分形維數(shù)關系作者簡介：王林杰（1991—），男，山東煙臺人，在讀碩士研究生，主要從事礦井地質方面的工作。（收稿日期：2016-10-28；責任編輯：王福厚）滲流孔和吸附-擴散孔配置情況及孔隙形態(tài)特征對煤層氣滲流起到了決定性作用。構造變形致使煤體內吸附-擴散孔與滲流孔發(fā)生重新配置。隨分形維數(shù)的增加，滲流孔所占比重呈線性增加（圖4）。煤體滲流能力與滲流孔比重及孔隙形態(tài)特征密切相關。隨煤體變形程度的增加，分形維數(shù)增大，表明煤體內孔隙結構趨向復雜，孔喉大量出現(xiàn)，同時孔隙內部粗糙度增大，增強了瓦斯吸附能力，但對瓦斯?jié)B流產生一定阻礙。因此通過分形維數(shù)的變化及滲流孔比重的動態(tài)變化可以有效分析煤體孔隙滲透性的復雜變化。4結論1）許疃礦構造煤類型主要有碎裂煤、片狀煤、鱗片煤、揉皺煤及糜棱煤5種。由碎裂煤至糜棱煤，煤體原生結構逐步破壞，裂隙趨向紊亂密集發(fā)育，摩擦面連續(xù)性及光滑度增強，微觀變形特征與宏觀變形特征具有較好的一致性。2）隨煤體變形程度增強，總孔容與孔隙度呈整體增加趨勢，脆性及脆韌性變形階段呈微弱波動變化，韌性變形階段急速增加；退汞效率持續(xù)降低，歸因于孔喉數(shù)量的增加及孔隙內部粗糙度的增大。構造作用導致孔徑結構發(fā)生重新配置，階段孔容對構造變形作用的響應程度隨孔隙尺度的減小而變弱，在脆性變形階段已達到中孔尺度，在韌性變形階段，達到微孔尺度。3）基于壓汞實驗的分形維數(shù)對孔隙結構的表征具有一定局限性，僅能有效表征大、中孔結構特征。大孔、中孔孔容與分維值呈正線性和正指數(shù)關


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