基于修正压汞法的不同瓦斯含量煤样孔隙结构及分形特征研究
郭勇义
高亚斌
曹敬
张少奇
李子文
太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西太原 030024;山西煤矿安全研究生教育创新中心,山西太原 030024
摘要：近年来随着煤矿开采深度逐年增加,瓦斯灾害风险持续加剧.研究煤样孔隙结构特征,对矿井灾害防治具有重要意义.压汞法(MIP)是表征煤层孔隙结构的主要方法,但煤基质在高压下会出现显著的压缩现象,导致微、小孔难以得到准确描述.文章以山西省中北部矿井煤样为研究对象,提出一种规律校正法对MIP数据进行修正,结合分形分析,探讨了不同瓦斯含量煤样的孔隙结构及分形特征.研究结果表明:煤基质压缩系数Kc随着镜质组反射率R0,max的增加呈现三段式变化规律,修正后的MIP数据能够更准确地描述煤体孔隙结构;高突煤样以半开放性微、小孔为主,提供了 80.64％和81.23％的孔隙比表面积和体积,丰富的比表面积更易于瓦斯积聚;煤样中、大孔分形维数D1和微、小孔分形维数D2随着R0,max的增大逐渐增加,且D1明显小于D2,说明随着煤样的变质程度增加,孔隙整体发育逐渐复杂,表面更加粗糙,且微、小孔内部结构相对简单,孔隙表面较为光滑;高突煤样和低瓦斯煤样的平均D1和D2分别为2.26,2.76和2.09,2.55,高突煤样内部各阶段孔隙更加发育,非均质性更强.
关键词：MIP修正高突煤层孔隙结构分形特征
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51804212)国家自然科学基金(52004176)山西省基础研究计划资助项目(202203021211160)山西省研究生教育教学改革课题项目(2022YJJG039)
论文发表日期：2023-11-30
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( 1075-1083 )
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