• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
考虑裂隙粗糙度的煤岩滑脱效应及渗透率演化机制研究
  • 97
  • 作者

    曾星艺李波波李建华段淑蕾丁云娜杨竣淞

  • 单位

    贵州大学矿业学院贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室

  • 摘要
    为探究煤岩裂隙表面粗糙度对煤岩渗透特性的影响,选取贵州省六盘水地区煤样,首先开展了扫描电镜和低温氮气吸附试验联合表征煤岩孔裂隙结构,通过Hurst理论初步分析煤岩表面粗糙度;在此基础上,利用分形理论进一步定量表征煤岩裂隙表面相对粗糙度,建立综合考虑应力、滑脱效应及裂隙表面相对粗糙度的煤岩表观渗透率理论模型,并探讨了裂隙表面相对粗糙度对气体滑脱因子的影响,通过煤岩渗透率的实验室测试结果进行验证和分析。研究结果表明:(1)通过扫描电镜试验观测到孔裂隙结构表面存在粗糙微元,同时低温氮气吸附试验结果表明,煤岩孔裂隙结构发育,存在分形特征且非均质性较强。(2)煤岩裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元分形维数的增大而增大。当粗糙微元分形维数恒定时,裂隙表面相对粗糙度随粗糙微元的尺度比例ε的增大而减小,煤岩裂隙开度b越小,裂隙表面相对粗糙度对裂隙开度越敏感。(3)随着裂隙表面相对粗糙度的增大,滑脱效应增强。(4)在初始滑脱因子相同时,随着孔隙压力的增大,煤岩表观渗透率逐步降低而趋向平缓。滑脱效应对煤岩渗透起促进作用,滑脱系数越大,其作用效应越强。
  • 关键词

    六盘水煤矿吸附模型粗糙度滑脱效应渗透率模型

  • 文章目录
    0引 言
    1试验样品采集与制备
    2煤岩孔裂隙结构特征
    2.1煤岩孔裂隙结构特征
    2.2煤岩分形特征
    2.3煤岩粗糙度的定量描述与表征
    3裂隙粗糙度对煤岩渗透率的影响
    3.1建立考虑煤岩裂隙表面粗糙度和气体滑脱效应的渗透率模型
    3.2模型验证与分析
    3.3煤岩裂隙表面相对粗糙度与滑脱系数的动态演化
    3.4滑脱系数与煤岩表观渗透率的响应机制
    4结 论
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