不同含水状态下煤孔裂隙结构三维可视化表征

发布时间：2021-06-27 10:29

　　为深入研究煤层孔裂隙的结构,以川煤集团芙蓉公司某煤矿的煤样为研究对象,采用CT扫描法对不同煤样在不同含水状态下的孔裂隙结构特性进行研究。通过研究发现:自然状态下的孔裂隙总体分布比较分散,CT法测试的孔裂隙率在2%～5%之间,与压汞法测得的数值相差在1%以内,孔裂隙半径多集中分布在0～200μm范围内;经过饱水和干燥处理后,孔裂隙数量变多,体积变大,孔裂隙率均比自然状态下增加了30%以上。研究结果表明,饱水处理和干燥处理对煤孔裂隙影响显著。饱水处理会使孔裂隙数量增多、体积变大;与饱水状态相比,饱水后再干燥处理,孔裂隙体积进一步增大,更利于煤层气的运移。 

【文章来源】：矿业研究与开发. 2020,40(01)北大核心

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本实验采用太原理工大学和中国工程物理研究院应用电子学研究所共同研制的“μCT225kVFCB型高精度CT实验分析系统”。该CT实验分析系统主要由225kV微焦点X光机、数字平板探测器、高精度的工作转台及夹具、机座、水平移动机构、采集分析系统等部分组成，如图2所示。1.2.2 实验方法

为了清晰准确描述煤样孔裂隙的真实情况，需对煤样孔裂隙结构进行三维可视化处理，处理过程如图3所示。对CT图像进行图像分割、降噪处理后，使用Avizo软件对其进行三维处理，建立三维的煤体结构模型，coal-1、coal-2、coal-3的整体结构模型分别如图4a、4b、4c所示，图中红色表示孔裂隙，蓝色表示煤基质，绿色表示矸及其他高密度矿物等。然后将孔裂隙结构单独提取，coal-1、coal-2、coal-3的孔裂隙结构模型如图4d、4e、4f所示，从图中可以发现自然状态下的孔裂隙总体分布比较分散。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3252674