贵州黔北地区构造煤与原生结构煤孔隙特征及分形

作者：林华颖; 田世祥^*; 焦安军; 马瑞帅; 许石青

来源：科学技术与工程, 2021, 21(33): 14451-14458.

• 构造煤
• 孔隙结构
• 分形维数
• 地质作用

为研究煤体在构造作用下孔隙结构与分形特征,采用红外光谱、低温氮气吸附法和压汞实验方法,结合分形理论对三甲煤矿突出孔洞内外煤样孔隙分布进行定量分析。结果表明:红外光谱分析得到原生结构煤含氧官能团更多,更容易形成氢键,使得甲烷不易被煤体吸附;通过压汞法(mercury intrusion porosimetry, MIP)与氮气吸附(nitrogen gas adsorption, N2GA)联合分析,构造煤与原生结构煤临界孔径分别为59 nm和86 nm。原生结构煤孔容主要分布在100 nm以下的孔隙中,构造煤各孔容分布差异不大,其中中孔和大孔孔容明显高于原生结构煤,并且构造煤比表面积比原生结构煤增大4倍多,孔容增加24.5%。根据分形理论分析发现,构造煤渗流孔和吸附孔分形维数分别为3.03和3.77,均高于原生结构煤的3.01和3.72;构造煤热力学分形维数高达2.916,构造煤具有更加复杂的孔隙结构和更加粗糙的孔隙表面。

• 单位
  贵州大学