三轴等压条件下400 ℃内褐煤变形及结构衍化实验研究

 为深入研究褐煤原位注热开采过程物性特征的衍变，应用高温高压实验平台，研究7 MPa三轴等压条件下，Φ50 mm×100 mm褐煤以3 ℃/min升温速率由室温升高到400 ℃过程中及恒温恒载5 h的变形特征规律。并应用显微CT、压汞、液氮吸附解吸方法综合分析褐煤不同孔径范围的孔裂隙衍化规律。研究发现：热力耦合作用下，褐煤变形过程可以划分为缓慢膨胀阶段(室温～170 ℃)、剧烈压缩阶段(170 ℃～289 ℃)及缓慢压缩阶段        (289 ℃～400 ℃)，褐煤脆性–韧性转变临界温度为180 ℃。恒温恒载5 h过程中，褐煤轴向线应变终值随温度的升高先增大后减小，最大值为2.5%(200 ℃)，最小值为1.3%(100 ℃)。褐煤最大径向累积压缩应变约为19%        (400 ℃)，最大体积累积压缩应变约为41%(400 ℃)。热力耦合作用下，褐煤变形对其结构衍化有重要影响。随着温度的升高，褐煤总孔隙率表现为先增大后减小，孔裂隙率极大值为21.46%(200 ℃)，最小孔裂隙率为7.61%        (23 ℃)；主要孔裂隙的孔径逐渐增大。褐煤孔裂隙率衍化具有较好的分形特征，随着温度的升高，孔裂隙率的分形维数表现为先减小后增大、分形初值则先增大后减小。