煤的孔隙率是表征儲(chǔ)層瓦斯富集程度的重要指標(biāo),對(duì)于評(píng)價(jià)礦區(qū)煤層氣資源至關(guān)重要,為提高煤層氣的開采和利用,且為更好地研究煤儲(chǔ)層的孔隙率,以焦作古漢山礦原煤作標(biāo)準(zhǔn)煤樣,將煤樣加工為平行于面割理、垂直于面割理和垂直于層理3個(gè)方向的煤樣,采用自制的煤儲(chǔ)層壓裂模擬及物性特征試驗(yàn)裝置系統(tǒng),在常溫條件下,對(duì)每組煤樣同步進(jìn)行超聲波特征和應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試試驗(yàn),將所測(cè)得的聲波速度、孔隙率和軸壓關(guān)系進(jìn)行兩兩擬合,并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行了分析探論。研究結(jié)果表明:在保持圍壓不變的情況下,煤樣的孔隙率隨軸壓的增大呈線性趨勢(shì)減小,并且不同方向的孔隙率壓力影響系數(shù)表現(xiàn)出明顯的各向異性;煤樣聲波速度隨軸壓的增大呈線性趨勢(shì)增大,且煤巖的超聲波速具有明顯的層理效應(yīng),較孔隙率而言,壓力對(duì)聲波速度的影響更顯著;隨著加載過程中軸壓的增大,煤樣的聲波速度與孔隙率滿足良好的線性關(guān)系,為利用聲波波速預(yù)測(cè)煤層的孔隙率提供了理論依據(jù)。 

【文章來源】：煤炭科學(xué)技術(shù). 2020,48(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

煤體割理系統(tǒng)

對(duì)圍壓為1 MPa下的X、Y、Z三個(gè)方向孔隙率隨軸壓的變化進(jìn)行的線性擬合的結(jié)果如圖2a所示，R為相關(guān)系數(shù)，可以看出孔隙率隨軸壓的增大表現(xiàn)出高度擬合的線性下降趨勢(shì);圍壓為3、5 MPa時(shí)的X、Y、Z三個(gè)方向孔隙率隨軸壓的變化如圖2b，可以看出在6條趨勢(shì)線前半段的線性關(guān)系均出現(xiàn)了略微波動(dòng)現(xiàn)象，這是由于在對(duì)煤樣施加軸壓之前已經(jīng)施加了一定的圍壓，導(dǎo)致煤樣的孔、裂隙結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，然而隨著軸壓的逐漸增大，煤樣各方向所受的壓力逐漸均衡，孔、裂隙結(jié)構(gòu)更具規(guī)律性，所以孔隙率隨軸壓的變化表現(xiàn)出更好的線性關(guān)系。式(3)可以表示孔隙率隨軸壓的變化規(guī)律。將3種圍壓條件下煤樣各個(gè)方向的孔隙率隨軸壓的變化按式(3)進(jìn)行擬合，結(jié)果見表2。3 聲波速度隨壓力的變化規(guī)律

式(4)可以表示煤樣縱波波速隨軸壓的變化規(guī)律。將3種圍壓條件下煤樣各個(gè)方向的縱波波速隨軸壓的變化按式(4)進(jìn)行擬合，結(jié)果見表3，不難發(fā)現(xiàn)，煤樣縱波波速與軸壓的線性擬合度非常高。4 聲波速度與孔隙率的關(guān)系


本文編號(hào)：3334191