榆神矿区隆德煤矿侏罗系岩层微观孔隙结构及分形特征研究
-
53
-
作者
王二利霍高普李振林边佳新
-
单位
陕西省一八五煤田地质有限公司陕西能源职业技术学院煤炭与化工产业学院长安大学水利与环境学院
-
摘要
岩层的微观孔隙结构决定其自身的渗透性,并影响着矿井涌水量的大小,提前研究岩层的微观孔隙结构对矿井水害防治具有重要意义。以隆德煤矿侏罗系岩层为研究对象,通过现场采样、X-射线衍射、CT扫描、压汞试验等方法,研究了岩层的微观孔隙结构;基于分形理论、系统聚类分析等方法,划分了孔隙结构类型。结果表明:隆德煤矿侏罗系岩层矿物成分主要包括石英、长石、碳酸盐,含量44.1%~90.9%,构成了主体骨架,胶结物含量6.1%~34.3%;岩层的平均粒径101.80~203.82μm,连通孔隙度3.41%~20.60%,顶部以及底部的孔隙度较大,中间部分的孔隙度小,孔隙结构的复杂程度一般。根据系统聚类法将侏罗系岩层的微观孔隙结构划分为三类,从Ⅰ~Ⅲ类,孔喉半径、孔隙度、渗透率及分选系数依次减小;排驱压力、相对分选系数及中值压力依次增大;储存地下水的能力依次减小,富水性依次减弱。研究成果从微观角度上为矿井疏放水工程施工靶区的圈定提供了理论依据,对矿井水害防治具有积极的指导意义。
-
关键词
矿井水害防治微观孔隙结构分形理论榆神矿区
-
文章目录
1 地质及水文地质条件
1.1 地质
1.2 水文地质
2 侏罗系岩层微观孔隙结构特征
2.1 岩石的矿物组成特征
2.2 基于CT扫描的孔隙结构分形特征
2.2.1 扫描图像
2.2.2 孔隙三维结构
2.3 基于压汞试验的孔隙结构分形特征
2.3.1分形计算
2.3.2分形维数与孔隙结构关系
2.4 孔隙结构分类
1)Ⅰ类孔隙结构。
2)Ⅱ类孔隙结构。
3)Ⅲ类孔隙结构。
3 微观孔隙结构与富水性的关系
4 微观孔隙结构分类对水害防治的指导意义
5 结论