16416.低滲透煤層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用

1、論文題目：低滲透煤層微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究及應(yīng)用專業(yè)：采礦工程碩士生：劉正（簽名）指導(dǎo)教師：鄧廣哲（簽名）摘要采礦實(shí)踐中煤層諸多宏觀現(xiàn)象及宏觀性能和煤層微觀孔隙結(jié)構(gòu)之間存在著本質(zhì)的聯(lián)系，微觀孔隙結(jié)構(gòu)研究對(duì)于認(rèn)識(shí)和解釋宏觀現(xiàn)象或性質(zhì)是一種行之有效的手段，對(duì)于各地區(qū)煤炭開(kāi)發(fā)利用具有重要的價(jià)值和意義。本文采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)神華新疆烏魯木齊小紅溝煤礦低滲透煤層微觀孔隙結(jié)構(gòu)展開(kāi)研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：（1）通過(guò)對(duì)

2、新疆煤樣品B1~B6煤樣低溫氮吸附法實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了煤樣的比表面積、孔容、孔徑及孔隙分布情況，分析了各個(gè)煤樣吸脫附等溫線線型及孔徑分布規(guī)律，建立了煤層孔隙結(jié)構(gòu)的孔隙體積分維模型和孔隙面積分維模型兩種分形模型，指出兩種分維中任意一種分維均可反映煤層煤樣孔隙半徑分布情況，得出孔隙半徑分布分維是描述煤的孔隙結(jié)構(gòu)特性的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了煤樣孔隙內(nèi)在的特征及煤層煤樣孔結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，反映了多孔介質(zhì)孔隙的復(fù)雜性及形狀的不規(guī)則性。（2）通過(guò)掃描電鏡實(shí)

3、驗(yàn)，觀察分析了煤層煤樣的微觀孔隙結(jié)構(gòu)類型以及表面礦物顆粒分布以及孔裂隙礦物填充情況，結(jié)合XRD實(shí)驗(yàn)具體確定了這些礦物顆粒成分，指出一些特殊粘土礦物成分的存在既是煤層煤樣微觀孔隙結(jié)構(gòu)的組成部分，也將對(duì)煤體的宏觀性質(zhì)產(chǎn)生重要影響。另外，基于SEM圖片數(shù)據(jù)，建立了煤樣孔隙表面分形維數(shù)模型和煤樣孔隙分布分維模型兩種平面分維模型，指出兩種分維數(shù)值大小關(guān)系基本一樣且均反映了孔隙分布的不均勻性。（3）最后通過(guò)兩例宏觀應(yīng)用研究，繼續(xù)深入研究煤層微觀孔隙

4、結(jié)構(gòu)，同時(shí)揭示了微觀孔隙研究和煤層宏觀性質(zhì)及宏觀現(xiàn)象聯(lián)系。首先，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試了煤樣的孔隙度和滲透率，分析了各分形維數(shù)與煤樣孔隙度和滲透率間關(guān)系，指出煤層孔隙結(jié)構(gòu)與物性參數(shù)之間關(guān)系；又通過(guò)對(duì)煤樣SEM圖片進(jìn)行圖像處理，利用分形研究手段提取了煤層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征的分形系數(shù)，對(duì)煤巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多尺度精確描述，并將此煤巖多尺度分形特征成功用于流體運(yùn)移機(jī)理解釋。Subject：ResearchApplicationoftheMicros

5、copicPeStructureacteristicsofLowPermeabilityCoalSeamSpecialty：MiningEngineeringName：LiuZheng(Signature)Instruct：DengGuangzhe(Signature)ABSTRACTTherearenatureconnectionsbetweenmicroscopicpestructureofcoalseamlotsofmacrosc

6、opicphenomenamacroscopicpropertiesincoalminingpracticeitisaneffectivetoolofunderstinginterpretationofmacroscopicphenomenanaturehasanimptantvaluemeaningfthedevelopmentutilizationofcoaleachregionbytheresearchofmicroscopicp

7、estructure.InthispaperthemicroscopicpestructureoflowpermeabilitycoalseamintheShenhuaXiaohonggoucoalminelocatedinUrumqihasbeenstudiedbythecombinationmethodsoffieldresearchlabatyexperimentstheeticalanalysisthemaincontentsc

8、onclusionsareasfollows:（1）ThroughthecryogenicnitrogenadsptionmethodthesurfaceareapevolumepesizepedistributionoftheB1samplestoB6samplesfromXinjiangXiaohonggoucoalminehavebeendeterminedthetypesofadsptiondesptionisothermsth

9、epedistributionofthevariouscoalsampleshavebeenanalyzedtwokindsoffractaldimensionmodelincludingpevolumefractalmodelpeareafractalmodelofthecoalseampestructurehavebeenestablishedpointingoutthateitheroftwokindsoffractaldimen

10、sionmayreflectperadiusdistributionofthecoalseamsamplesconcludingthattheposityradiusdistributionofthefractaldimensionisanimptantparametertodescribetheacteristicsofthepestructureofcoalwhichreflectstheinherentacteristicsoft

11、hecoalsamplepositythecomplexityofpestructureofcoalseamswhichreflectsthecomplexityofthepousmediatheirregularitiesofpeshape.（2）Throughthescanningelectronmicroscopyexperimentsthemicroscopicpestructuretypesurfacemineralparti

12、clesizedistributionpefracturemineralfilledsituationofcoalseamssampleshavebeenobservedanalyzedthesemineralparticlescompositionshavebeenspecificallyidentifiedcombinedwiththeXRDexperimentspointingoutthatthepresenceofsomespe