阻化液对煤体孔裂隙结构的影响及其渗流规律
郑三龙1
陈梦乔1
孙路路2
杨旭1
张立魁1
刘龙飞1
段守雷2
1.国能新疆宽沟矿业有限责任公司,新疆 昌吉 8312002.山东科技大学 安全与环境工程学院,山东 青岛 266590
摘要：预注阻化液是煤自燃源头预防技术,可以有效解决煤氧化引起的火灾问题.为了研究阻化液对煤体孔裂隙结构的影响及其渗流规律,基于CT扫描和CT三维重构技术构建煤体三维孔裂隙结构模型,阐明了阻化液对煤体微观孔裂隙结构的影响;基于煤体真实孔裂隙结构,采用Comsol模拟煤体微观孔裂隙中阻化液渗流特性,研究煤体孔裂隙结构及不同压注条件对阻化液渗流效果的影响及其作用规律.结果表明:原煤的孔裂隙结构比阻化煤样更加致密,在孔径 0～100 μm范围内,经过阻化液处理后的煤样,孔裂隙数目小于原煤,煤样的分形维数和孔隙率分别减少了 0.63%和 19.30%,原煤的喉道发育程度比阻化煤样更显著,阻化液在一定程度上阻碍了煤体喉道的发育;原煤经过阻化液处理后,平均配位数减少了 17.9%,煤样连通孔隙面积和连通体积占比分别减少了 32.4%和 4.7%;随着渗流压力的增大,平均渗流速度逐渐增大,最大渗流速度出现在孔径较大的孔隙处,即截面位置 192 μm处;在截面位置 0～192 μm范围内,由于存在连通性好、孔径较大的孔隙通道,其压力场变化更趋于平缓.综上可知,阻化液在一定程度上抑制了煤体孔喉结构和连通性的发育,结构的变化会影响阻化液在煤体内部的渗流特性,进而影响阻化液在煤体内部的覆盖面积,减少煤体与氧气的接触面积,延缓煤氧复合反应的速度,达到阻燃的目的.
关键词：煤自燃预注阻化液CT扫描孔喉结构渗流规律孔裂隙结构三维重构
分类号：TD75+2.2(矿山安全与劳动保护)
资助基金：山东省自然科学基金面上资助项目(ZR2022ME108)国家自然科学基金(52274212)
论文发表日期：2026-01-20
在线出版日期：2026-02-02（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 56-64 )
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