原生层理结构影响下煤岩组合体超声波及CT扫描分析
雷国荣
李春元
齐庆新
王嘉敏
杜伟升
李向上
何团
煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,北京 100013
摘要：为研究原生层理结构对煤岩组合体波速及力学性质的影响,并提升室内获取煤岩波速及力学参数的精确性、快速性及便捷性,在室内对不同原生层理倾角的煤岩组合体开展了多层位多方位的超声波及CT扫描测试.基于超声波测试数据,获取了原生层理结构影响下煤岩组合体不同层位的波速及波速比变化特征;结合CT扫描及三维重构技术,应用煤岩灰度分布频数数据,提出了不同层位CT灰度均值的计算方法,获得了不同原生层理倾角下煤岩组合体不同层位灰度及煤岩含量的变化规律,建立了煤岩CT灰度均值与波速、力学参数的关系;构建了考虑层理倾角与煤岩含量效应的煤岩组合体纵波波速计算模型,并应用测试数据进行了对比验证.结果表明:①含原生层理的煤岩组合体波速及波速比与层理倾角线性相关,随层理倾角增加,组合体的纵波波速近似线性减小,而波速比的分布范围增大;②不同层理倾角下组合体的CT灰度均值与波速线性相关,随CT灰度均值增高,煤岩组合体波速线性增加;③煤岩组合体的密度随CT灰度均值增加线性增高,其动态弹性模量及剪切模量则与CT灰度均值均呈三阶多项式关系,并随CT灰度均值增高趋于增大;④层理倾角与煤岩含量相比,组合体波速对煤岩含量的敏感性更高,煤岩含量相近则波速受层理倾角响变化最大.
关键词：煤岩组合体层理倾角超声波CT扫描波速灰度
分类号：TD313(矿山压力与支护)TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51904303)中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项重点资助项目(2022-3-ZD001)煤炭科学研究总院创新创业科技专项资助项目(2021-KXYJ-004)
论文发表日期：2024-03-25
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：13( 74-86 )
英文信息