温度冲击下煤层内部孔缝结构演化特征实验研究
王登科1
张平2
刘淑敏2
魏建平3
于充2
孙刘涛2
1.河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作454000;南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭411201;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南焦作4540002.河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作454000;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作4540003.河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作454000;河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作454000;煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南焦作454000
摘要：为研究温度冲击下煤层微观结构的变化特征,采用高低温试验系统对原煤进行了温度冲击实验,利用扫描电镜、工业显微CT、压汞实验和低温液氮吸附实验对温度冲击前后煤的孔隙裂隙结构的演化发展进行了联合表征.基于数字图像处理技术,对温度冲击前后煤层扫描电镜图像进行二值化处理,定性与定量地分析了煤层的裂隙宽度变化,并统计分析了温度冲击前后煤层中孔隙的比表面积和孔径变化.研究结果表明:温度冲击作用促使煤样内部大孔之间相互贯通并形成宏观裂缝,导致大孔体积相应减少,中孔和小孔的体积均增大;温度冲击试验测试过程中所产生的最大热应力位于煤样表面的切向方向,温度冲击所产生的热应力超过煤样抗拉强度是导致裂隙萌生、扩展和相互贯通的直接原因.研究结果可为煤层气高效开发和提高煤层瓦斯抽采率提供技术支撑.
关键词：温度冲击热应力孔缝结构破坏机理试验测试
分类号：TU397(建筑结构)
资助基金：国家自然科学基金(51774118)教育部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT_16R22)河南省教育厅高校重点科研资助项目(18A620001)
论文发表日期：2018-10-14
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：9( 3395-3403 )
英文信息