韩城矿区构造煤孔隙结构多尺度下的精细表征

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：盘垒堕整日期：U／／4．毛、I。关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；⑧学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文

2、；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：垒坠堕盗日期：塑丝：』：[里导师签氰壶萼，盔隰导师签名：亚签：：2日期：2口限6，．11D万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文韩城矿区构造煤子L隙结构多尺度下的精细表征摘要以韩城矿区为研究区域，系统采集不同类型构造煤样，采用前人划分方案，确定构造煤煤样类型。在分析整理韩城矿区原有地质资料的基础上，结合煤层变形特征和煤样宏观与微观观测结果，定性描述了构造煤变形特点。采用显微CT法、压汞法、低温氮吸附法等多种测试手段，结合盒维数、热力学、F[-I-I等分形理论模型对筛选的不同变形强度的典型构造煤(碎裂煤、碎粒煤、碎

3、粉煤、鳞片煤、糜棱煤)的渗流孔和吸附孔孔隙结构进行了多尺度下的精细化、定量化表征。在此基础上深入探讨构造变形作用对煤的孔隙结构演化控制机理，为构造复杂区煤层气可采性评价提供重要研究基础和理论支撑。结果表明，受到构造应力作用的影响，不同类型构造煤变形特征在宏观与微观尺度下具有一致性。煤体结构整体上随构造变形程度增强表现出煤颗粒粒度减小，煤体硬度降低的特点。脆性变形煤变形以脆性破裂为主，表现为角砾、外生裂隙等特征，而脆韧性与韧性变形煤不仅发生脆性破裂，还具有韧性流变现象，表现出揉皱、流纹等特征。不同类型构造煤变形特征均影响了孔隙结构特征。弱脆性变形使煤体角砾孔和微裂隙发育，导致其大孔含量较多；强脆

4、性变形使角砾破碎为碎粒，导致碎粒孔增加，使大孔比例减小，中孔比例增加；韧性变形作用使煤颗粒进一步糜棱化，使煤岩物质重新ttlE歹t，充填原有孔隙空间，结果使小孔比例降低，微孔比例增加。随着孔径分布情况的变化，孔隙度、孔容、孑LLk,表面积和平均孔径等孔隙结构参数也发生相应变化。分形维数能够表征孔隙结构的非均质性。孔隙结构越复杂，非均质性万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文越强，其分形维数越大。研究发现：显微CT法表征结果中，脆性变形强烈的碎粒煤分形维数最大，原因是其角砾孔、碎粒孔十分发育，孔隙结构最复杂，而构造变形更强的脆韧性变形煤鳞片煤分形维数最小，分析其原因为韧性变形使糜棱质发育，堵塞较

5、大孔裂隙，使大孔隙数量减少，分布零散，小孔隙虽大量增加但由于显微CT技术无法检测到纳米级孑L隙信息，造成鳞片煤孔隙结构简单的假象，使其分形维数变小；与之相比，压汞法与低温氮吸附法表征结果中，分形维数可以定量反映出构造应力的强弱变化，可以作为构造煤孔隙结构变形程度的指示剂，分形维数随构造变形增强而增大，孔隙结构趋于复杂化，非均质性增强。关键词：韩城矿区，构造煤，孔隙结构，多尺度，分形维数，非均质性万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文THEFINECHARACTERIZATION0FPORESTRUCTUREOFTECTONICALLYDEFORM匝DCOALSFROMHANCHENG删INGA

6、REA0NNnⅡ。TISCALEABSTRACTTectoniccoalswithvariousdeformationtypesweresystematicallycollectedinHanchengminingarea．Incombinationwithpresentachievementsonclassificationoftectoniccoals，thetectoniccoaltypesofeachsamplesweredeterminedproperlyBasedontheanalysisoftheoriginalgeologicaldatainHanchengminingarea

7、,combinedwiththeobservationsofcoalreservoirandhandspecimen，andthemicroscopiccharacteristicsoftectonicdeformationbythescanelectronmicroscope，qualitativelydescribethecharacteristicsofdeformmionoftectoni