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相似文献
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1.
为探究煤岩孔裂隙结构与渗透特性的联动关系,采用扫描电镜、偏光和分形等手段分析煤岩孔裂隙结构分布特征,利用自主研发的出口端正压三轴渗流装置,开展恒定有效应力条件下孔隙压力升高的渗流试验。基于分形理论,考虑煤岩表面孔隙分布情况对煤岩渗透率的影响机理,建立考虑孔裂隙分形特征的煤岩渗透率模型,通过试验验证其合理性,对煤岩孔裂隙下分形维数和渗透率耦合进行定量分析。研究结果表明:①六盘水矿区煤岩表面含有一定数量的孔隙和裂隙,其中四角田7号煤层孔裂隙发育情况最好,具有2条清晰的宽度较大的裂隙,并伴有大量交叉微裂隙及孔隙发育,煤岩结构破坏严重;②通过盒维数法可得煤岩孔裂隙分布具有明显的分形特征,且煤岩孔隙率与分形维数呈正相关关系;③恒定有效应力条件下,煤岩渗透率随孔隙压力升高呈现先急剧降低后趋于平缓的趋势,受孔裂隙结构影响,在相同的孔隙压力下煤岩渗透率存在明显差异。煤岩表面孔裂隙结构越复杂其分形维数越大,有助于瓦斯运移,渗透率呈上升趋势;④考虑孔裂隙分形特征的煤岩渗透率模型计算值与实测值吻合度较高,与前人研究成果相比,无论理论机理的适用性还是对试验点的匹配方面都更加适用,且能较好地反映孔隙压力与渗透率的联动关系。  相似文献   

2.
煤体瓦斯愈渗机理与研究方法   总被引:6,自引:0,他引:6  
以物理学单纯孔隙介质的愈渗概念与方法为基础,提出了孔隙、裂隙介质愈渗研究方法,针对煤体中瓦斯赋存与渗流问题,在二维情况下,通过数值试验研究揭示了连通团个数、最大连通团孔隙比随孔隙率和裂隙分形维数的变化规律.结果表明,在裂隙数量分布初值n0=1的标准情况下,随着裂隙数量、分形维数增加,连通团个数对应的孔隙率点由30%逐渐降低到20%左右;当孔隙率高于35%时,裂隙数量分形维数高于1.45以后,最大连通团孔隙比增加较快,低于此值时,所有连通团包含的孔隙数均极小,这就是煤体低渗透的本质.  相似文献   

3.
为了得到浅埋煤层覆岩裂隙发育的分形特征,以神东天隆集团霍络湾煤矿为工程背景,利用相似理论进行相似模拟实验,通过相似模拟实验研究了浅埋煤层覆岩裂隙发育规律并基于分形几何理论研究了分形维数随开采推进度的演化特征,得出浅埋煤层的才采动裂隙网络的演化规律。结果表明:工作面周期来压步距为9-15m,其采动裂隙网络具有良好的自相似性(R>0.98),裂隙网络的分形维数随开采推进度的增加具有明显的变化规律,其变化趋势分为三个阶段:升维阶段,降维阶段及稳定变维阶段。  相似文献   

4.
本文介绍了笔者运用分形几何学原理和方法研究砂岩粒度、孔隙的分形特征。通过对煤层顶板砂岩镜下鉴定、分形维数统计计算分析,验证了砂岩粒度、孔隙自相似规律的存在,并初步了砂岩粒度分形维数,孔隙分形维数与岩石抗压强度间的相互关系。其结果为应用岩石组构的分形特征分析顶板稳定性提供了可能。  相似文献   

5.
本文介绍了笔者运用分形几何学原理和方法研究砂岩粒度、孔隙的分形特征。通过对煤层顶板砂岩镜下鉴定、分形维数统计计算分析,验证了砂岩粒度、孔隙自相似规律的存在,并初步探讨了砂岩粒度分形维数、孔隙分形维数与岩石抗压强度间的相互关系。其结果为应用岩石组构的分形特征分析顶板稳定性提供了可能。  相似文献   

6.
煤层注水对防突具有显著效果,而煤层孔隙特性是影响瓦斯吸脱附及渗流的重要因素,为了从孔隙角度揭示不同注水压力对原煤体甲烷吸脱附性能的影响。选取首山矿己15-12070工作面进行煤层注水现场实验,使用氮吸附法得出各煤样孔隙特性并用分形理论计算孔隙粗糙度,使用静态容量法测出各煤样吸脱附参数。结果表明:注水后各孔径段孔隙量均有所增加,注水压力与比表面积、孔容及分形维数呈线性正相关关系;孔隙特征参数与甲烷吸脱附性能呈线性正相关关系;各煤样均出现甲烷吸脱附迟滞现象,且注水压力越高,甲烷吸附能力越强,脱附迟滞程度越大。煤层注水压力越大,煤的孔裂隙数量会增多且粗糙度增大,煤体倾向于保留更多的瓦斯。  相似文献   

7.
张延松 《煤炭学报》1995,20(A01):1-7
从煤层的结构及水在煤层孔裂隙中的渗透特性,建立起了理想渗透介质的模型,认为煤层注水湿润煤体增加煤体水分,不仅有沟通大裂隙、孔隙中的渗透、还有组合孔隙、死端孔隙及微孔隙中压差、毛细和扩散运动的作用。根据流体动力学原理,依次建立了起了渗透、压差、毛细和扩散运动的数学模型及用有限元求解的泛函方程。并结合3个实例的有限无计算说明了其应用对实际煤层注水的指导作用。  相似文献   

8.
顶板砂岩分维与其力学性质的相关性研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
徐林生  张占海 《煤炭学报》1996,21(3):245-249
应用分形几何学原理和方法,测试分析了大同矿区煤层顶板岩石结构,初步得出碎屑岩粒度、孔隙的分形特征岩石结构的分形维数与抗压强度有很好的相关性,用岩石结构的分形维数认识分析煤层顶板岩石力学性质是一种有效的方法  相似文献   

9.
瓦斯在煤层中流动的机理   总被引:73,自引:9,他引:64  
周世宁 《煤炭学报》1990,15(1):15-24
煤层是孔隙、裂隙结构组成的物质,瓦斯在孔隙结构中的流动主要是扩散,符合菲克定律。在煤层裂隙系统的流动属于渗透,符合达西定律,根据这一规律可用代数方法建立数学模型用电子计算机求解,用相似理论从计算结果中导邮购的单向和径向瓦斯流动曲线与单纯使用达西定律计算的结果相近,煤层瓦斯的流动决定于裂隙系统的特性,鸸 不决定于孔隙结构,用达西定律作为基本规律研究煤层瓦斯流动的机理是完全可行的。  相似文献   

10.
瓦斯吸附、放散特性对于煤与瓦斯突出灾害预测、检验与防治十分重要,且与煤体裂隙结构特征密切相关。选取东曲煤矿2#、4#、8#和9#煤层的煤体试样,利用分形维数表征煤体表面裂隙特征,研究了煤体裂隙分布与瓦斯吸附、放散特性参数之间的关系。结果表明:基于分形理论求解了煤体表面裂隙分布的分形维数,取值范围为1.4~1.5,原生裂隙发育程度为9#煤层>4#煤层>8#煤层>2#煤层;通过瓦斯吸附、放散实验测试分析了煤体等温吸附常数及瓦斯放散初速度,吸附常数a取值范围为34.180~36.920 m3/t,瓦斯放散初速度取值范围为12~18 mmHg,上述参数的大小顺序与分形维数值一致。统计分析了东曲煤矿煤体分形维数与瓦斯吸附、放散特性参数的相关性,结果表明二者呈显著正相关性,分形维数能够表征该煤矿煤体瓦斯吸附与放散的特性与能力。  相似文献   

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