水岩作用下煤体孔裂隙结构演化特征及驱动机制实验研究

摘要：

为了掌握煤体长期水浸孔裂隙结构演化特征及其驱动机制,提出了基于核磁共振(NMR)和矿物成分分析(XRD)的煤体孔裂隙结构与矿物成分的CT扫描精确表征重构方法,对比分析了水浸前后孔裂隙、矿物成分的演化特征.结果表明:(1)煤样总体孔隙率由浸水前的20.3％增加到浸水后的22.6％,矿物成分体积占比则由浸水前的9.6％降至浸水后的7.9％,表明孔隙率的增加主要是由于黏土矿物成分溶于水所致.(2)连通孔占比由浸水前的19.21％增加到浸水后的21.29％,孤立孔则仅增加了 0.16％,表明增加的孔裂隙中主要为连通性孔裂隙.(3)煤样浸水前孔隙半径范围为0.0012～0.5742μm,浸水后煤样孔隙半径范围缩小至0.0014～0.4337μm,煤样内部各截面孔裂隙占比方差由0.0006降至0.0002,表明浸泡使得煤样孔径分布更加均匀,大孔径裂隙占比减小的主要原因是部分矿物成分润湿膨胀并扩散吸附至裂隙表面.研究结果有助于评估矿井地下水库煤柱坝体在长期水浸过程中的承载渗流能力.

关键词：煤柱坝体、CT扫描、三维重构、水岩作用、孔隙结构、矿物成分、演化机制

所属期刊栏目：31

分类号：TU451(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;北京市自然科学基金;中央高校基本科研业务费资助;中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室开放研究基金资助项目;徐州市重点研发计划

在线出版日期：2023-02-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：185-196