不同含水饱和度煤体复电阻率各向异性及频散特征试验研究
李东会1
李子馨1
李哲1
黄亚平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;河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 4540002.中国矿业大学 资源与地球科学学院,江苏 徐州 221116
摘要：目的 为了分析含水饱和度、各向异性、孔隙结构对煤体复电阻率及其频散特性的影响,开展不同含水饱和度煤体复电阻率各向异性及频散特征试验研究.方法 选取赵固二矿无烟煤为研究样本,探究其电学特性,分别测量煤样在不同方向、不同含水饱和度条件下的复电阻阻抗值Z(复阻抗,表示实际能量耗散)和复电阻虚部值X(电抗,表示介质内部的储能能力),得出相应的复电阻率频谱曲线,并使用各向异性系数表示含水饱和度、孔隙度对煤样各向异性的影响.结果 结果表明,含水煤体复电阻率具有频散特征,即复电阻率的大小随频率变化而变化.具体表现为,Z和X的绝对值随含水饱和度增加而降低,且虚部值X明显偏移.随着含水饱和度增加,界面临界值向频率增大方向移动.煤体在不同含水饱和度下的复电阻率值均呈明显各向异性.随着含水饱和度增加,各向异性系数呈上升趋势,并且随着孔隙度升高,各向异性系数也随之增加,这一现象主要与煤的孔隙结构及分布有关.结论 研究结果证实了含水饱和度、孔隙结构与煤体复电阻率的各向异性及频散特性之间密切相关,为利用煤体复电性特征探测煤层孔隙结构、发育状况及矿物组成提供了实验和理论依据,同时对于煤矿瓦斯灾害的防治具有重要的实际意义.
关键词：含水煤样含水饱和度电阻率各向异性复电阻率各向异性系数
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(42274180)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开放基金项目(WS2023B13)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 147-155 )
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