深部煤体注水过程中渗流通道演化特征

• 作者: 周宏伟 刘泽霖 孙晓彤 任伟光 钟江城 赵家巍 薛东杰
• 来源期刊: 煤炭学报
• 关键词: 煤层注水 渗流通道 核磁共振成像 可视化 渗透率贡献度 分形维数
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: “深部岩体力学与开采理论”专题
• 页码范围: 867-875
• 页数: 9页
• 分类号: TD313
• 语种: 中文
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.YT20.1966

摘要

在煤炭开采中,煤层注水可有效防突降尘和防治冲击地压.为了研究深部煤样注水过程中孔隙结构和渗流通道的演化过程,以平煤十二矿己15-31030工作面的深部煤体为研究对象,通过低场核磁共振成像设备在线测试了3个原煤试样在不同注水压力下的T2谱和含水量分布情况.通过对不同注水压力下的T2谱进行分析,获得了煤样注水过程中的孔径分布和孔隙结构的演化过程.通过核磁共振成像技术,初步实现了煤样注水过程中孔隙结构和渗流通道演化的可视化,可更直观地观测煤样注水过程中的动态演化过程,更深入地理解不同煤样T2谱演化过程异同的内在原因.进一步提出了一种根据T2谱进行不同孔径的孔的渗透率贡献度计算方法,定量分析了煤样注水过程中不同孔径的孔对水渗过程的贡献度.并对T2谱进行了孔裂隙的分形维数计算,定量分析煤样孔裂隙的渗流空间含量和异质性.研究发现:平煤十二矿深部煤样注水过程中T2谱表现出三峰特点,中孔、大孔和微裂隙的含量与连通性都大于微孔和小孔,注水过程中渗流通道主要由连通性较好的中孔、大孔和微裂隙构建.煤样注水过程中大孔和微裂隙贡献了99％以上的渗透率;微孔、小孔和连通性较差的孔主要参与储水而不参与运水.注水过程中当煤样孔隙连通性较差,不存在明显的优势渗流通道时,提高注水压力可以使更多的孔隙参与到渗流的过程中;但当煤样中部分孔隙连通性较好形成优势渗流通道时,提高注水压力也很难使更多的孔隙参与到渗流的过程中.在设计煤层注水参数时应特别关注这一现象.