黔西突出煤的微观孔隙分形特征及其对渗透率的影响

薛海腾^1,2,3，李希建^1,2,3，陈刘瑜⁴，刘钰^1,2,3

1. 贵州大学矿业学院2. 复杂地质矿山开采安全技术工程中心3. 贵州大学瓦斯灾害防治与煤层气开发研究所4. 中国电建集团贵州电力设计研究院有限公司

摘 要：煤层气的运移、赋存与煤体内部孔隙结构密切相关。为研究贵州突出煤体的微观孔隙对其吸附性能及渗透能力的影响,以黔西青龙煤矿和兴隆煤矿的构造煤与原生煤煤样为研究对象,利用全自动氮吸附仪测得煤样的低温液氮吸附曲线,根据分形理论、毛细管平均迂曲度分形模型、渗透率模型计算得到了煤样的孔隙分形维数D_f、毛细管平均迂曲度分形维数D_T、渗透率K,并从分形的角度研究了黔西突出煤的微观孔隙分形特征与其吸附性能及渗透率的关系。研究结果表明:黔西突出煤孔隙度较低,迂曲度τ较大。随着毛细管平均迂曲度分形维数D_T、迂曲度的增大,瓦斯的最大吸附量V_L增加,Langmuir压力P_L降低,瓦斯吸附速度增大。渗透率K与D_T有较好的负相关关系。煤的渗透率低、瓦斯吸附能力强是贵州省矿区频发煤与瓦斯突出的主要原因。

关键词：构造煤;原生煤;孔隙结构;迂曲度;分形维数;吸附能力;渗透率;