储层裂隙评价是当今煤田、油气勘探和开发的重要研究课题之一。近年来,有关复电阻率法评价岩层裂隙和渗透率已经有了很大的进展,运用复电阻率法评价煤层裂隙发育情况,考察水压致裂增透效果,对矿井瓦斯治理和煤炭安全开采具有重要意义。本文首先建立实验室煤层样品复电阻测试方法,研究煤复电阻导电机理,分析不同复电阻模型存在问题,运用电介质理论建立煤层复电阻正交裂隙阻容模型并验证模型,为复电阻率法在煤田地质领域应用和发展打下坚实的基础。主要研究成果如下:(1)研究了实验室不同含水饱和度煤层样品复电阻测试方法。采用四端子阻抗测量仪,测量频率在0.1-100kHz,可大幅降低电磁干扰;采用2mm厚的紫铜极板可降低极板本身对复电阻的影响;测量煤样端面平整度需不大于0.02%,且煤样与极板接触面涂敷导电溶液可大幅降低端面效应;煤样测量时需将裸露在外的部分包裹保鲜膜,为减少水分蒸发对测量结果的影响;扫频模式下连续测量3次,确保数据稳定性和可靠性。(2)建立了含水煤层复电阻正交裂隙阻容模型。通过使用岩石上应用广泛的Cole-Cole模型和双Cole-Cole模型对实验测量的煤样复电阻数据进行拟合,发现两个复电阻模型计算复杂,且模型参数与煤样含水饱和度关系较弱,不适用于煤矿领域;借鉴岩石毛细管模型,运用电介质理论,将煤中与导电方向相同的含水连通裂隙通道等效成电阻R,不连通裂隙通道等效成电容C,建立起煤样复电阻正交裂隙阻容模型,由于煤本身具有导电性,将煤的R_c和C_c影响加入模型中,修正模型。该模型具有参数意义明确、计算简单等优点。(3)正交裂隙阻容模型预测煤样物性参数。实验测量不同电容电阻并联实验和煤样复电阻实验,验证了阻容模型可靠性;通过正交裂隙阻容模型将拟合得到等效电阻R和等效电容C换算成联通孔裂隙通道和不联通孔裂隙通道的物理参数,计算出孔隙率,与密度法、重量法及核磁共振法测量出的孔隙率良好匹配;利用模型模拟出不同含水饱和度煤样频散曲线,在低含水饱和度时与实测结果相比较小,而在高含水饱和度与实测值相比较为接近,其原因为在含水饱和度较低时未考虑界面双电层结构影响。