深部煤体注水过程中渗流通道演化特征
周宏伟1
刘泽霖2
孙晓彤2
任伟光2
钟江城2
赵家巍2
薛东杰3
1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京1000832.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京1000833.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400030
摘要：在煤炭开采中,煤层注水可有效防突降尘和防治冲击地压.为了研究深部煤样注水过程中孔隙结构和渗流通道的演化过程,以平煤十二矿己15-31030工作面的深部煤体为研究对象,通过低场核磁共振成像设备在线测试了3个原煤试样在不同注水压力下的T2谱和含水量分布情况.通过对不同注水压力下的T2谱进行分析,获得了煤样注水过程中的孔径分布和孔隙结构的演化过程.通过核磁共振成像技术,初步实现了煤样注水过程中孔隙结构和渗流通道演化的可视化,可更直观地观测煤样注水过程中的动态演化过程,更深入地理解不同煤样T2谱演化过程异同的内在原因.进一步提出了一种根据T2谱进行不同孔径的孔的渗透率贡献度计算方法,定量分析了煤样注水过程中不同孔径的孔对水渗过程的贡献度.并对T2谱进行了孔裂隙的分形维数计算,定量分析煤样孔裂隙的渗流空间含量和异质性.研究发现:平煤十二矿深部煤样注水过程中T2谱表现出三峰特点,中孔、大孔和微裂隙的含量与连通性都大于微孔和小孔,注水过程中渗流通道主要由连通性较好的中孔、大孔和微裂隙构建.煤样注水过程中大孔和微裂隙贡献了99％以上的渗透率;微孔、小孔和连通性较差的孔主要参与储水而不参与运水.注水过程中当煤样孔隙连通性较差,不存在明显的优势渗流通道时,提高注水压力可以使更多的孔隙参与到渗流的过程中;但当煤样中部分孔隙连通性较好形成优势渗流通道时,提高注水压力也很难使更多的孔隙参与到渗流的过程中.在设计煤层注水参数时应特别关注这一现象.
关键词：煤层注水渗流通道核磁共振成像可视化渗透率贡献度分形维数
分类号：TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0600704)国家自然科学基金(51674266)
论文发表日期：2021-03-28
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( 867-875 )
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