超声波功率对煤体孔隙结构损伤及渗流特性影响实验研究

摘要：

为探究超声波功率对煤体孔隙结构损伤及渗流特性的影响,利用超声波NM-4B波速检测仪、蔡司Stemi508显微镜和煤岩芯渗透率测试仪,测试超声波不同功率激励前后煤样的表面裂隙宽度、微细观损伤和渗透特性的变化.实验结果表明:随着超声波激励功率增大,表面裂隙宽度增大,煤体表面裂隙宽度扩展率随功率呈正指数相关;超声波激励功率越大,激励后煤体内部声波波速下降越明显,声波波速降幅、孔隙度变化率与功率呈指数增长;煤体渗透率也随之增大,其渗透率增长率与功率呈线性正相关.探究了在超声波不同功率激励煤体下孔隙度变化率-渗透率变化率相互关系,其两者相关关系符合Kozeny-Carman方程得出的孔隙度-渗透率模型;分析了煤体渗透率变化率与超声波波速变化率、表面裂隙宽度变化率之间相互关系,其与波速变化率呈线性正相关,与表面裂隙宽度变化率呈正指数增长.以上结果表明,煤体表面原生裂隙扩展,新孔裂隙发育,裂隙之间相互连通,使煤体内部劣化,提高煤体渗透率.

关键词：超声波激励、表面裂隙、微细观损伤、渗透率、孔隙度

所属期刊栏目：39

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕西省联合基金重点项目;陕西省杰出青年项目

在线出版日期：2022-05-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：396-404