μCT技术研究煤的孔隙结构和分形特征.pdf

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1、第24卷第6期中国矿业Vo1．24，No．62015年6月CHINAMININGMAGAZINEJun．2015IjLCT技术研究煤的孔隙结构和分形特征阎纪伟，要惠芳，李伟，康志勤，冯增朝(1．太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024；2．太原理工大学采矿工艺研究所，山西太原030024)摘要：煤的孔隙结构是影响煤中气体吸附和渗流的一个重要因素。从实现精细化、无损化和定量化人手，应用“CT225kVFCB型高精度CT试验分析系统，通过显微CT切片，提取研究了4个煤样孔隙分布特征，讨论了煤级、煤显微组分和灰分对煤孔隙

2、结构的影响程度。采用公约数网格序列盒维数法定量表征了孔隙结构的复杂程度和不规则性，探讨了孔隙率、渗透率和分形维数的关系。研究表明，研究煤样的孔隙分布总体受煤显微组分含量控制，同时煤中矿物充填作用在一定程度上降低了煤的孔隙率、平均孔径和孔隙数量。煤孔隙分形维数D的变化与孔隙分布特征密切相关，有效地反映了孔隙结构的非均质性。孔隙率、渗透率与分形维数呈现显著的幂指数正相关关系。由此指示，基于显微CT切片的煤孔隙分形维数可作为煤储层孔隙特征和渗透性评价的定量指标之一。关键词：孔隙结构；显微CT；分形维数；盒维数法中图分类号：P6

3、18．11文献标识码：A文章编号：1004—4051(2015)06～0151—06PorestructureandfractalcharacteristicsofcoalsbyCTtechnologyYANji—wei，YAOHui—fang，LIWei，KANGZhi—qin。，FENGZeng-chao。(1．CollegeofMiningEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2．MiningTechnologyInstitute

4、，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)Abstract：Porestructureisoneofimportantfactorsaffectingthegasadsorptionandtransportationofcoa1．Theadvanced．nondestructive。andquantitativecharacterizationofporedistributionfor4coalsampleswasobtainedthroughamicro—CT

5、system／~CT225kVFCB．Theinfluenceofcoalrank，maceralcompositionandashcontentonporestructurewasalsodiscussed．Thesequenceofdivisorsalgorithmofbox-countingmethodwasappliedtoquantifythecomplexandirregularporestructureandtherelationshipbetweenporosity，permeabilityandfrac

6、taldimensionwasexplored．TheresultsshowthatthemaceralcompositioncontentscontroltheporedistributionfortheCOB】studied。Themineral—matterfillingalsocontributestothereductionofporosity，themeanporediameterandporenumbers．Thevariationoffractaldimensioniscloselyrelatedtoth

7、echaracteristicsofporedistribution，whicheffectivelyreflectstheheterogeneityofporestructure．Thereisastrongpositivecorrelationbetweenporosity，permeabilityandthefraetaldimension．Hence．thefractaldimensionofcoalsobtainedby“CTsegmentationmethodcanbeusedasoneofthequanti

8、tativeindexesforevaluationofporecharacteristicsandpermeabilityofcoalreservoir．Keywords：porestructure；Micro—CT；fracta1dimension；box-countingmethod煤作为一种复杂的地质材料口]