循环微波改性对无烟煤渗透率的影响
张连昆1
王月芳2
张晓雨3
李耿1
周天白3
尹博1
密文天1
1.内蒙古工业大学 资源与环境工程学院,内蒙古 呼和浩特 0100512.内蒙古工业大学 实验管理中心(测试中心),内蒙古呼和浩特 0100513.煤炭科学研究总院有限公司 矿山大数据研究院,北京 100013;天地科技股份有限公司,北京 100013;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室(北京),北京 100013
摘要：微波增透是提高煤层气抽采效率的潜在可行性储层改造技术之一.采用微波炉对沁水盆地晋城地区 15 号无烟煤样进行 3 次循环微波改性实验,通过自主研发的固气耦合渗流平台测试了自然煤样及每次改性后煤样的气体渗透率;经显微CT扫描及图像处理技术表征煤样的孔隙属性,并基于分形理论探讨了改性前后煤样孔裂隙网络的复杂程度.研究结果表明:无烟煤样气体渗透率循环次数增加而增大,3 次循环后增加了 8.8 倍,微波辐射引起无烟煤孔裂隙的扩展和连通是气体渗透率增大的根本原因;3 次循环后煤样总孔隙率由 3.48%增大至 6.19%,其中,连通孔裂隙占比由 27.0%升高至 77.4%,而孤立孔占比由 73.0%降低至 22.6%;连通孔裂隙的孔数量、孔体积、孔表面积和喉道数量、喉道表面积及孔喉配位数随循环次数的增加而增大,而最大喉道长度有所减小,证实了微波改性对孔隙的"扩展、连通"作用;煤样 3 处典型截面孔裂隙二维分形维数都随循环次数增加而增大,3 次循环后分别由 1.25、1.16、1.09 增大至 1.46、1.54、1.37;循环微波改性会使煤样内孔裂隙网络(气体渗流通道)发育得更为复杂.
关键词：瓦斯抽采煤层渗透率微波改性孔隙结构循环加载分形维数
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：内蒙古自然科学基金资助项目(2023LHMS05052)内蒙古自然科学基金资助项目(2020LH05006)内蒙古自然科学基金资助项目(2022MS04008)内蒙古自治区本级引进高层次人才科研支持资助项目(DC2300001429)中央引导地方科技发展资金资助项目(2022SZY0482)内蒙古科研基本业务费资助项目(JY20220243)内蒙古研究生教育教学改革资助项目(JGCG2022080)内蒙古工业大学研究生教改资助项目(YJG2021010)内蒙古工业大学研究生教改资助项目(YJG2020014)
论文发表日期：2024-06-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 30-39 )
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