煤的裂隙结构分形特征与分形渗流模型研究

• 作者: 于充 张平 王登科 白鑫 魏建平 魏强
• 来源期刊: 中国矿业大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤 工业CT扫描 裂隙结构 分形维数 分形渗流模型
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 页码范围: 103-109,122
• 页数: 8页
• 分类号: TD712
• 语种: 中文

摘要

利用工业CT扫描实验系统对煤样进行了无损扫描,获取了煤样内部裂隙结构的发育程度与分布特征;基于分形理论计盒维数法的计算原理与煤样CT二维断面图的图像数据,利用MATLAB软件计算了煤样裂隙结构的二维分形维数,结合二维分形维数与三维分形维数之间的理论关系,得到了煤样裂隙结构的三维分形维数,分析了分形维数与煤样内部裂隙结构发育程度之间的关系;在此基础上,结合渗流理论,建立了煤的分形渗流模型.研究结果表明:分形维数可有效反映煤样内部裂隙结构的发育程度,分形维数越大,裂隙越发育;所建的分形渗流模型是准确合理的,可用于预测煤的渗透性.研究结果可为煤层瓦斯抽采和煤矿安全生产提供理论支撑.