煤体孔隙结构分形特征对瓦斯解吸规律的影响研究

摘要

为研究煤体的孔隙结构分形特征对含瓦斯煤解吸规律的影响,采用压汞法测定实验煤样的孔隙结构特征,基于分形理论及实验测定结果,按照孔隙的复杂程度不同对其进行分类.采用自主研发的大煤样多气一体化实验系统对煤样进行动态恒压解吸实验,基于实验结果对煤体孔隙结构分形特征对解吸规律的影响进行了分析.研究结果表明:实验煤样的微孔、小孔的连通性比较差,是由于其孔型以封闭性及半开放形孔为主;而对于中孔和大孔主要以开放性孔隙为主,连通性较好,有利于瓦斯的运移;按照煤体孔隙分形结构特征可将孔隙划分为孔径大于140 nm的渗流孔和孔径小于140 nm的吸附孔;瓦斯解吸初速度随渗流孔分形维数的增大而减小,渗流孔孔隙的分布和连通情况对瓦斯的解吸起到至关重要的作用,而吸附孔分形维数与瓦斯解吸初速度之间没有明显的相关关系.