宿县矿区构造煤压缩特性及孔隙结构分形特征研究

汤政^1,2，姜波^1,2，宋昱^1,2，李凤丽^1,2，石根^1,2

1. 中国矿业大学资源与地球科学学院2. 中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室

摘 要：基于构造煤孔隙结构对瓦斯赋存与突出具有重要影响,但在压汞试验中,过大的压力会造成煤基质的压缩,造成较大的试验误差,尤其对吸附瓦斯的纳米级孔隙的影响更为显著,选取宿县矿区典型构造煤样品,采用压汞法与液氮吸附相结合的方法,计算了不同类型构造煤的压缩系数,采用Menger模型表征构造煤的孔隙特征,并对100 nm以下煤样的压汞孔隙体积进行了校正。结果表明:Menger模型适合表征煤中的渗流孔,而对吸附孔的表征较差,说明在压汞试验中,高圧段(>11 MPa)煤基质压缩对分形维数造成了很大的影响;而经校正后,算得的吸附孔分形维数对孔隙特征具有较好的表征作用,在碎裂煤、碎斑煤到鳞片煤阶段,随着煤体变形程度的增加,吸附孔的分形维数D2c呈逐渐增大趋势、孔隙形态逐渐复杂,揉皱煤的D2c略小于鳞片煤。

关键词：构造煤;压缩特性;孔隙结构;分形维数;宿县矿区;