典型尺度煤体的孔裂隙结构表征与变化规律研究

来源 :张鑫淼 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kuwowangzhen111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
不同尺度煤体具有不同的孔裂隙网络,其孔裂隙结构参数对气体的吸附和运移规律和机制必然影响,论文采用吸附法、压汞法和可视化CT等几种表征孔裂隙结构实验方法,结合分形理论,研究了多种尺度煤体的孔裂隙特征及其差异,选取的煤体的尺度为<0.1mm、0.1-0.2mm、0.2-0.25mm、0.25-0.5mm、0.5-1mm、1-3mm、3-6mm、6-8mm、10*10mm和25*50mm,将煤粉、煤粒、煤块等不同粒度的煤体的孔裂隙结构特征关联,能揭示更大尺度煤体的孔裂隙分布特征,研究结果表明:九里山矿煤和主焦矿煤的微孔(小于2nm)均随粒度的减小而先显著增加后趋于稳定,峰值分别在粒度为0.5-1mm和0.25-0.5mm的煤样中达到;对于低温N2吸附法测定的微孔、小孔和部分中孔的孔隙特征,两类煤样的BET比表面积及孔体积均随着粒度的减小而增加,增加的幅度分在三个阶段,分别第一阶段(0.5-1mm至6-8mm)、第二阶段(0.2-0.25mm与0.25-0.5mm)和第三阶段(<0.1mm与0.1-0.2mm),在煤的粒度小于0.1mm时均显著增加。对于大于100nm的孔隙,煤的孔隙率均随粒度的减小而增加,九里山矿煤的中孔对粒度的变化不明显,而主焦矿煤的中孔随粒度减小而显著增加,因为无烟煤的中孔相对不发育,而焦煤中的中孔较为发育,粒度对煤中占比较大的孔隙影响较为突出。而两者的大孔和可见孔均随粒度的减小而增加,说明粒度对大孔和可见孔的影响较为普遍。粒度对煤的孔隙结构的影响主要是因为粒度的减小使得煤中的被矿物质填充的孔隙、孔颈狭窄的孔隙或封闭孔暴漏出来。通过FHH分形理论量化表征煤体孔隙结构,D1表示孔隙表面的复杂程度,D2表示孔结构的异质性。发现对于微孔较为发育的无烟煤,FHH分形模型在低压区并不适用,分形维数D2随着粒度的减小没有明显的变化,在粒度<0.2mm时才显著增大。随着粒度的减小,主焦矿煤的分形维数D1逐渐增大,粒度小于1mm的煤粒的D2基本不变,大于1mm的煤粒的D2也基本不变,前者的D2小于后者。采用工业显微CT技术对不同尺度的煤体进行扫描,运用三维重建技术能得到三维的数字煤芯,煤体的裂隙结构能被形象真实的表征,较小尺度的煤样的裂隙率较大,说明尺度对煤体的裂隙也有一定的影响。多尺度煤体的孔裂隙结构是煤层中瓦斯运移的物性基础,研究多尺度煤体的孔裂隙变化规律对之后关于瓦斯运移的研究奠定了基础。
其他文献
学位
实施采煤诱发的地表动态沉陷预测及优化求参研究能够显著降低采动损害,保护国家基础设施和生命财产安全。论文采用现场实测、理论分析和数值计算相结合的研究手段和方法,实现了覆岩与地表沉陷的一体化动态预测。论文首先对已有的用于描述沉陷动态预计的典型时间函数进行了分析和探讨,给出了理想时间函数模型应具备的三个本质特征:(1)地表下沉曲线呈“S”型,取值遍历[0,1]区间;(2)地表下沉速度从0逐步增大至vma
切顶卸压自成巷技术改变了顶板压力传递方式和岩石垮落特性,引起采空区渗透性演变规律发生改变,导致采空区风流运移规律与传统开采模式存在较大差异。论文通过理论分析、数值模拟及现场实测数据统计分析等研究手段,在分析采空区上覆岩层运动规律和巷道采空区应力变化规律的基础上,构建了切顶卸压自成巷开采模式下采空区多孔介质空隙率与渗透率演变模型,以此为基础,模拟了切顶卸压自成巷“Z型”通风模式下工作面采空区风流运移
随着网络技术和智能终端的快速发展,人们对位置服务的需求在不断增加。据统计,手机用户已经超过15.7亿。目前,全球导航定位系统可以提供准确的室外导航位置服务,然而由于室内环境复杂多变,信号干扰严重,且随着大型建筑物的逐渐增多,如何提高室内定位精度以满足人民生活需求已成为当前研究热点。综合考虑室内定位成本和精度等因素,本文选取基于RSSI(Received Signal Strength Indict
煤炭开采导致矿区及其周边地表沉降、塌陷等地质灾害已严重影响到人们生命和财产安全。地表大面积的沉降会形成较大规模的煤矿塌陷区,对农业生产、人们居住环境产生了严重破坏;塌陷区内积水的形成,对当地水利设施、生态环境等产生重要影响。地下开采引起的岩层与地表移动是一个十分复杂的过程,现有的水准测量与GPS测量虽然能够得到较为准确的地表形变量,但存在数据稀疏等局限性。而合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)和
为能够利用煤体温度参数预测预防煤矿井下的煤与瓦斯突出等灾害提供理论依据,本文设计了利用红外辐射测温仪测定煤样在单轴加载过程中的红外辐射温度变化的实验,并结合实验进行了理论分析。在岩石力学、瓦斯渗流力学以及热力学等学科的基础理论上,建立了含瓦斯煤的热-流-固耦合数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件模拟了含瓦斯煤在单轴加载的过程,得到了煤体温度变化的规律。通过将实验与相应模拟结果
学位
虽然学界有较多关于集体认同和社会运动参与的研究,但本研究尝试用混合研究方法从干扰集体认同的因素“他者”认知入手,研究集体认同、他者认知对社会运动参与的影响机制。我们以中国大学生参加反日游行的参与意愿为例谈谈国家认同、他国认知在大学生反日游行参与中的作用,并用分析大学生的国家认同和他国认知之间的交互作用。通过分析北京三所高校调查数据的定量分析,我们发现大学生未来参与反日游行最有影响的因素是国家认同、
幼儿的身心健康关乎到家庭幸福与民族未来。健康中国战略实施提升了全社会对健康的意识,幼儿群体作为国民体质的基石,其健康状况越来越受到全社会的关注。随着经济新常态下居民消费结构由温饱型向发展型升级,以及家庭对幼儿教育、健康重视程度的提高,促使幼儿体育培训参与量明显上升,参与内容日益多元化。因此,加大对3~6岁幼儿体育类社会培训参与情况的深入研究,为幼儿体育类社会培训参与主体提供科学依据,充分发挥其在全
人口老龄化已经成为了全社会共同关注的话题,这不仅是机遇,也是挑战。从1999年陕西省人口老龄化问题进入萌芽状态开始,人口老龄化问题在不断的发展,并且呈上升发展趋势。越来越严重的人口老龄化问题不仅对社会的稳定发展产生影响,还会影响经济的增长,所以需要正确认识和处理人口老龄化问题。本文研究陕西省人口老龄化的经济增长效应,可以使人们深入了解人口老龄化问题,如果在陕西省人口老龄化问题达到最高点时及时采取相