李 伟,要惠芳,刘鸿福,康志勤,宋晓夏,冯增朝

(1.太原理工大学矿业工程学院,山西 太原 030024;2.太原理工大学采矿工艺研究所,山西太原 030024)

基于显微CT的不同煤体结构煤三维孔隙精细表征

李 伟1,要惠芳1,刘鸿福1,康志勤2,宋晓夏1,冯增朝2

(1.太原理工大学矿业工程学院,山西 太原 030024;2.太原理工大学采矿工艺研究所,山西太原 030024)

为了定量研究不同煤体结构煤的孔隙连通性和渗透能力的差异性,以渭北煤田韩城矿区为研究区,通过显微CT三维空间分析技术,采用多孔介质三维逾渗理论,开展了不同结构煤的孔隙三维建模分析,实现了对不同煤体结构煤中孔隙分布三维可视化的精细表征。结果表明:构造变形对煤的孔隙结构有深刻的影响;不同变形机制对煤的孔隙度、孔隙团数和最大孔隙团规模有着不同的影响,导致逾渗概率发生明显的变化;三维逾渗概率表明煤孔隙连通性和渗透率随变形程度增加呈现先升后降的变化趋势。碎裂煤孔隙团连通性最好,渗透性最强;糜棱煤孔隙团连通性最差,渗透性最弱。研究认为脆性破坏可促进外生孔和微裂隙的发育程度,加强孔裂隙间的连通性,提升煤岩渗透性;在脆韧性-韧性变形作用下,孔隙、微裂隙、矿物以及煤岩分布的非均质性明显增强,造成孔隙连通性变差,渗透率降低。

孔隙;煤体结构;显微CT;煤层气;逾渗;孔隙团

Key words:pore;coal-body structure;micro-CT;coalbed methane;percolation;pore clusters

煤是对应力和应变非常敏感的一种有机岩石,在构造应力作用下,原生结构煤的物理结构、化学成分等将发生显著的变化,从而形成具有不同结构特征的、不同类型的构造煤[1-4]。……