【摘要】：為研究不同類型構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)和滲透率,本文以淮北為研究區(qū),采集構(gòu)造煤樣品,對樣品進(jìn)行宏觀和顯微鏡觀測,篩選出不同類型構(gòu)造煤,同步開展樣品CT掃描、滲透性測試,應(yīng)用matlab軟件平臺自主編程,在研究提取不同構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)的定量指標(biāo),在探討構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)的特征及對滲透性控制的基礎(chǔ)之上,再建立構(gòu)造煤滲透率預(yù)測模型,并對強(qiáng)變形煤—碎粉煤,進(jìn)行冷凍法獲取其實(shí)驗(yàn)滲透性所需的規(guī)則樣品,研究了冰凍法對碎粉煤孔隙及滲透性的影響。主要得出以下認(rèn)識:經(jīng)過冰凍法實(shí)驗(yàn),成功鉆取碎粉煤實(shí)驗(yàn)滲透性測試的規(guī)則樣品,冰凍造成碎粉煤孔隙的損傷,改善樣品的滲透性;在CT掃描的基礎(chǔ)上,基于matlab軟件平臺,自主編程,形成了一套提取構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)的軟件,實(shí)現(xiàn)了對裂隙系統(tǒng)參數(shù)的定量提取;揭示出不同類型構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)的差異性,不同類型構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)的體積和規(guī)模在碎裂煤處達(dá)到最值,隨著變形強(qiáng)度的增加逐漸降低,面積與裂隙系統(tǒng)規(guī)模呈現(xiàn)相同的變化趨勢,平均寬度、分形維數(shù)及粗糙度系數(shù)呈現(xiàn)規(guī)律性變化;獲取了不同類型構(gòu)造煤的實(shí)驗(yàn)滲透率及變化特征,總體而言,隨著變形程度的增加,滲透率總體呈現(xiàn)出下降的趨勢;探討了構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)對滲透性的控制作用,三維滲流裂隙系統(tǒng)對構(gòu)造煤滲透率的影響總體上是在裂隙發(fā)育規(guī)模的基礎(chǔ)之上,裂隙寬度、粗糙度的不同,導(dǎo)致不同變形程度構(gòu)造煤滲透率波動變化,主裂隙在規(guī)模、面積上都占據(jù)了優(yōu)勢,表明主裂隙連通體對樣品裂隙貢獻(xiàn)大,進(jìn)而影響樣品滲透率的大小;建立了基于不同類型構(gòu)造煤三維滲流裂隙系統(tǒng)的滲透率預(yù)測模型,以三維滲流裂隙體的規(guī)模為基礎(chǔ),擬合出平均寬度、裂隙粗糙度系數(shù)、單條主裂隙寬度、單條主裂隙寬度差異效應(yīng)與構(gòu)造煤滲透率的三維曲面模型。
[Abstract]:In order to study the three dimensional seepage fracture system and permeability of different types of structural coal, this paper takes Huaibei as the study area, collects the samples of tectonic coal, carries out macroscopic and microscopic observation on the samples, selects different types of structural coal, and carries out the sample CT scanning simultaneously. In the permeability test, the matlab software platform is used to program independently, on the basis of studying and extracting quantitative indexes of three-dimensional seepage fracture system of different structural coal, discussing the characteristics of three-dimensional seepage fracture system of structural coal and controlling the permeability. Then a model for predicting the permeability of structural coal is established, and the freezing method is used to obtain the regular samples needed for the experimental permeability of highly deformed coal and pulverized coal. The influence of freezing method on the porosity and permeability of pulverized coal is studied. The main conclusions are as follows: through freezing experiments, the regular samples of experimental permeability testing of pulverized coal are successfully drilled, freezing causes damage to the pores of pulverized coal, and improves the permeability of the samples.; on the basis of CT scanning, it is based on the matlab software platform. A set of software for extracting 3D seepage fissure system of structural coal has been developed by self-programming, and the quantitative extraction of fracture system parameters has been realized, and the difference of three-dimensional seepage fracture system of different types of structural coal has been revealed. The volume and scale of three dimensional seepage fracture system of different types of structural coal reach the maximum value in the fractured coal, and with the increase of deformation intensity, the area and the scale of fracture system show the same change trend and average width. Fractal dimension and roughness coefficient show regular changes, experimental permeability and variation characteristics of different types of structural coal are obtained. Overall, the permeability decreases with the increase of deformation degree. The control effect of 3D seepage fracture system on permeability of structural coal is discussed. The influence of 3D seepage fracture system on permeability of structural coal is based on the scale of fracture development, and the width and roughness of fracture are different. Because of the fluctuation of permeability of tectonic coal with different deformation degree, the main fracture occupies an advantage in scale and area, which indicates that the common body of main fissure contributes a lot to the fracture of the sample, and then affects the permeability of the sample. The permeability prediction model of three-dimensional seepage fracture system based on different types of structural coal is established. Based on the scale of three-dimensional seepage fissure body, the average width, the roughness coefficient of fracture and the width of single main fracture are fitted. Three-dimensional curved surface model of single main fracture width difference effect and structural coal permeability.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD31

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本文編號：2213214