贵州省突出煤层孔隙分形特征研究.pdf

第 4 3卷 第 4期 2 0 1 7年 4月 工矿 自 动 化 I n dus t r y an d M i ne Aut o ma t i on Vo1 ． 4 3 NO ． 4 An r ． 2 0 1 7 文章 编 号 l 6 7 1 2 5 l X 2 0 1 7 0 4 0 0 3 2 0 5 DO I 1 0 ． 1 3 2 7 2 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 1 2 5 1 X ． 2 0 1 7 ． 0 4 ． 0 0 8 徐林 ， 袁梅 ， 杨萌萌， 等． 贵州省突出煤层孔隙分形特征研究[ J ] ． 工矿 自动化， 2 0 1 7 ， 4 3 4 3 2 3 6 ． 贵州省突出煤层孔隙分形特征研究 徐林 ， 袁梅 一， 杨萌萌 ， 许石青 一， 王玉丽 ， 李 闯 1 ． 贵州 大 学 矿业 学 院 ， 贵 州 贵 阳 5 5 0 0 2 5 ；2 ． 贵 州省 非金 属矿产 资 源综合 利用 重点 实验 室 ， 贵州 贵阳 5 5 0 0 2 5 ；3 ． 贵州省优势矿产资源高效利用工程实验室 ， 贵州 贵阳 5 5 0 0 2 5 ； 4 ． 复杂 地 质矿 山开 采安全 技术 工程 中心 ，贵州 贵 阳 5 5 0 0 2 5 摘 要 以贵 州省 富煤 区 6个 突 出煤层 为研 究 对 象 ， 采 用液 氮 吸 附 实验 和 压 汞 实验 ， 分 析 了各煤 层 煤样 的 孔 隙 大小分级 ， 计 算 了煤样 分形 维数 ， 并 分析 了各 煤层 煤样 孔 隙分形 特征 及 其 与 瓦斯 吸 附 量 、 煤 样 渗 透性 的 关 系。结果表 明 6个煤层 煤样 不 同级 别 的孔 隙具有 良好 的 分 形特 征 ， 能 够 显 示孔 隙大 小及 孔 隙分布 特 征 ， 验证 了采 用分形 维数 可 以定量 分析 煤样 孔 隙特 征 ； 微孔 分 形维数 与煤 样 瓦斯吸 附量 呈 正相 关关 系， 不 同煤 田 煤 样 瓦斯吸 附能力 差异较 大 ； 小孔 分形 维数反 映 了煤 样孔 隙结 构较 简单 ， 煤 样 间 孔 隙结 构 复 杂程 度 相似 ； 中 孔 、 大孔 、 显微 裂 隙和微 裂 隙分 形 维数 显 示煤样 孔 隙分 布趋 势基 本一 致 ， 存 在 某些级 别孔 隙发 育很 差 的情 况 ， 需要 增 透 以提 高抽 采效果 。 关 键词 煤 炭开 采 ；突 出煤层 ；孔 隙 ；瓦斯 吸 附 ；分形 维数 中图分 类号 T D7 1 2 文献 标 志码 A 网络 出版 时间 2 0 1 7 0 3 2 8 1 7 1 6 网络 出版地 址 h t t p ／ ／ k n s ． c n k i ． n e t ／ k c ms ／ d e t a i l ／ 3 2 ． 1 6 2 7 ． T P ． 2 O 1 7 0 3 2 8 ． 1 7 1 6 ． 0 0 8 ． h t ml Re s e a r c h o n p o r e f r a c t a l c h a r a c t e r i s t i c s o f ou t b ur s t c o a l s e a m i n Gu i z h ou p r o v i n c e XU Li n ， YU AN M e i ’ ， 。 一， YA NG M e ng m e ng ，XU Sh i q i ng r 。 一， W ANG Yul i ， I I Ch ua n g 1． M i ni n g Co l l e ge ，Gu i z hou Uni v e r s i t y，Gu i y a ng 5 5 0 02 5，Chi na；2． Gu i z ho u Ke y La bo r a t o r y of Co m p r e he ns i ve Ut i l i z a t i o n o f Non me t a l l i c M i n e r a l Re s ou r c e s ，Gu i y a ng 5 5 0 02 5，Chi na；3． G u i z ho u En gi n e e r i n g La b o f Adv a n t a ge M i ne r a l Re s ou r c e s Ef f i c i e n t U t i l i z a t i o n，Gui y a n g 5 5 0 0 25，Chi n a； 4． Eng i ne e r i ng Ce nt e r f or Sa f e M i ni n g Te c hno l o gy u nd e r Compl e x Ge ol o gi c Con di t i o ns ， Gui y a n g 55 0 0 2 5，Chi n a Ab s t r a c t Co a l s a mpl e s o f s i x ou t bu r s t c o a l r e s e a r c h o b j e c t s t o a n a l y z e s i z e g r a d e o f p o r e s e a m s i n c o a l r i c h a r e a s i n Gui z ho u p r ov i n c e we r e t a ke n a s f r a c t al d i m e n s i on， f r a c t a l c h a r a c t e r i s t i c s a nd r e l a t i on s hi p be t we e n t h e f r a c t a l c ha r a c t e r i s t i c s a nd g a s a ds or p t i o n o r c o a l p e r m e a b i l i t y by us e o f l i qu i d n i t r o ge n a ds o r pt i on e x pe r i m e nt a n d m e r c u r y i nt r us i o n e x pe r i m e nt ．The e x pe r i m e nt a l r e s ul t s s h ow t ha t po r e s o f t he c o a l s a m pl e s wi t h di f f e r e nt g r a de s ha v e g o o d f r a c t a l c h a r a c t e r i s t i c s ， whi c h c a n s h ow po r os i t y a n d po r e di s t r i bu t i o n c h a r a c t e r i s t i c s ．The f r a c t a l d i me ns i o n c a n b e us e d t o q u a nt i t a t i v e l y a na l yz e p or e c ha r a c t e r i s t i c s of c o a l s a m p l e s．The r e i S a p os i t i ve c o r r e l a t i o n b e t we e n t h e f r a c t a l d i me ns i o n of mi c r o po r e of t h e c o a l s a mpl e s a n d ga s a ds o r p t i on v a l ue ． Ga s a ds o r p t i o n c a pa c i t y of c oa l s a m p l e s i n d i f f e r e nt c o a l s i s qu i t e d i f f e r e n t ．Th e f r a c t a l d i m e ns i o n of s ma l l po r e r e f l e c t s s i m p l e po r e s t r u c t u r e s o f c o a l s a mp l e s a n d p o r e s i mi l a r i t y a mo n g c o a l s a mpl e s ．Th e f r a c t a l d i me n s i o n s o f me d i u m p o r e，l a r g e p o r e ，p o r e f r a c t u r e a n d mi c r o f r a c t u r e 收稿 日期 2 0 1 6 l 2 0 2 ； 修回 日期 2 0 1 7 0 2 1 9 ； 责任编辑 李明。 基金项 目 国家 自然科学基金 资助项 目 5 1 5 7 4 0 9 3 ； 贵州省高校T程技术研究中心建设项 目 黔教合 KY字 [ 2 0 1 3 ]l 1 2 ； 贵州大学引进人 才科 研 基金资助项 目 贵大人基合字 2 0 1 5 ] 3 0号 ； 贵州大学矿业学院研究生创新基金资助项 目 院研 2 0 1 6 0 1 0 2 。 作者简介 徐林 1 9 9 0 一 ， 男， 贵州 贵阳人 ， 硕士研究生 ， 研究方 向为安全技术 ， E - ma i l l in u x u l i n 1 2 6 ． c o m。通信作者 袁 梅 1 9 7 3 ， 女， 贵州 贵阳人 ， 教授 ， 博士 ， 主要从事安全技术及 程 的教学及科研 I _ 作 ， E ma i l g u t y u a n me i 1 2 6 ． c o m。 2 0 1 7年第 4期 徐林等 贵州省突出煤层孔隙分形特征研究 3 3 s h o w t h a t p o r e d i s t r i b u t i o n t r e n d o f e a c h c o a l s a mp l e i s s i mi l a r ．P o r e s wi t h s o me s i z e g r a d e s d e v e l o p b a d l y ，S O me a s u r e f o r i nc r e a s i n g t h e p e r me a bi l i t y o f c o a l s e a m a r e n e e d e d t o i mp r o v e g a s d r a i n a g e e f f e c t ． Ke y wo r ds c oa l mi ni n g；ou t bu r s t c oa l s e a m ；p or e；ga s a d s o r pt i on；f r a c t a l d i m e ns i o n 0 弓 I 言 贵州省煤炭和煤层气资源 丰富 ， 但贵州省煤层 赋存条件十分复杂， 开采煤层多属薄及 中厚煤层群 ， 瓦斯含 量高 ， 构造 复 杂 ， 断层 等构 造 发 育 ， 构 造 煤普 遍 发育 ， 大 多为煤 与瓦斯 突 出 以下 简称 突 出 煤层 ， 瓦斯抽采困难 ， 突出严重[ 1 ] 。 突出是一种十分复杂 的动力现象 ] ， 瓦斯在突 出过程 中起 到重要 作 用 ， 而瓦 斯 在煤 中 的赋 存 和 产 出均与 煤 的孔 隙结 构密 切相关 。煤 中孔 隙 的分布 具 备复杂性和随机性 ， 传统 的几何方法很难准确对其 进 行描 述和定 量 分析 。分形 理论能 够定 量描 述煤 中 存在的 0 ． 1 ～1 0 n m孔隙[ 7 ] 。许多文献都采用分形 理论分析了煤层孔隙结构的分形维数与瓦斯吸附运 移 的 关 系L 8 。 。 。 ，并 针 对 不 同 矿 区 的 煤 进 行 了 研 究[ n - l z ] 。 本文通过低温液氮吸附实验和压汞实验 ， 分析 了贵州 省 富煤 区 6个 突 出煤 层 的孔 隙大 小 分 级 ， 结 合分形 理论 计算 了 孔 隙分 形 维 数 ， 探究 了上 述 煤 层 分形维数 与煤 层 瓦斯 吸 附能 力及 煤 层 渗透 性 的 关系 。 1 煤 样来 源 、 特 征及 实验设 备 1 ． 1煤样 来 源、 特征 贵州省煤炭资源分布相对集中区域位 于西部， 其次在黔北 ， 中部和黔西南地区也有较多产出分布。 根据贵州省含煤地层分布情况 ， 将全省划分为 9大 煤田， 其中兴义煤 田、 六盘水煤 田、 织纳煤田、 黔北煤 田为富煤区， 黔西北煤 田和贵阳煤田为含煤区 ， 黔东 北煤 田、 黔南煤 田和黔东南煤 田为贫煤 区。根据贵 州省 矿 区矿井 的瓦 斯 等 级情 况 ， 将 全 省 矿 区 划分 为 高 突瓦斯 带和低 瓦斯 带l 1 ， 如图 1所示 。 贵州省高突瓦斯带和富煤 区分布基本一致 ， 实 验煤样取 自兴义煤田、 六盘水煤 田、 织纳煤 田和黔北 煤 田等富 煤 区煤 田。采样 时充 分 考 虑 了地 域 分 布 、 突出危险性， 所有煤样都进行 了工业分析和瓦斯吸 附量 测定 ， 结果 见表 1 。 1 ． 2 实验设备 液 氮 吸附 实 验 采 用 3 H一2 0 0 0 P S 2型 比表 面 及 孔径分析仪， 其测量范围为 0 ． 3 5 ～5 0 0 n m； 压汞实 验采用 P o r e Ma s t e r 系列压汞仪 ， 在不考虑样品压缩 性 的情况 下 ， 其 测 量 孑 L 径最 小 可 达 3 n m， 最 大 可 达 1 0 0 0 m 。 图 1 贵州省煤层瓦斯分带 表 1 煤样工业分析及 瓦斯 吸附量测定结果 煤样 所属 水分／ 灰分／ 挥发 固定 瓦斯 吸附量／ 编号 煤田 分／ 碳／ c m3 g 一 A 兴义 2 ． 2 8 7 ． 9 4 1 O ． 9 O 7 9 ． 9 1 2 2 ． 9 8 B 六盘水 1 ． 8 3 9 ． 0 7 1 1 ． 6 5 7 8 ． 7 3 2 5 ． 1 0 C 六盘水 1 ． 5 0 9 ． 2 6 2 9 ． 3 7 6 3 ． 0 3 9 ． 3 8 D 六盘水 1 ． 2 2 7 ． 9 1 1 8 ． 7 6 7 3 ． 8 1 1 4 ． 0 9 E 织纳 1 ． 9 5 1 8 ． 0 6 8 ． 3 6 7 3 ． 3 5 2 1 ． 9 1 F 黔北 2 ． 3 3 8 ． 6 2 5 ． 4 5 8 4 ． 3 1 3 5 ． 1 6 2分 形维数 计算 2 ． 1 液 氮吸 附实验孔 隙分 形 维数 计 算 液氮吸附是利用气体吸附原理研究孔隙比表面 积、 孔 体 积 、 孔 径 、 孔 分 布 等 的实 验 方 法。根 据 P F E I F E R等提出的理论 ， 用气体吸附原理可以计算 分形表面的分形维数。采用 F HH F r e n k e 1 一 Ha l s e y Hi l 1 方程来 计算 煤样 分形表 面的分形 维数 [ 1 1厂 1 n 一 D一 3 I n 1 n P o ／ C 1 cm’g 式 中 V 为 平衡 压 力 P下 的气 体吸 附 量， c m。 ／ g ； D 为 孔 隙 分 形 维 数 ； P 。为 饱 和 蒸 气 压 力 ， MP a ； C为常 数 。 2 ． 2 压汞 实验 孔 隙分形 维数计 算 压汞实验也是研究煤孔径结构的常用方法 。许 3 4 工矿 自动 化 2 0 1 7年 第 4 3卷 多 学 者 推 导 了 压 汞 数 据 计 算 分 形 维 数 的 公 式 。 ANGUL O提出， 建立单位进汞体积 V 及其对应压 力 P 的双对数图 ， 可以计算出孔隙分形维数 VH A PH 一 P 。 一 。 2 式 中 A 为 常数 ； P 为 门 限压力 ， MP a 。 对 式 2 取 对数 l n cm 一 3一 D l n I Vl a l n A 3 ‘ g r 根据 压汞数 据 拟 合 直 线 ， 即可 计 算 孔 隙 分形 维 数 D。 3实验 结果 分析 3 ． 1 孔 隙 大 小 分 类 液 氮 吸 附实 验 和压 汞 实 验 测 量 的孔 径 范 围 见 表 2 。 可 看 出 液 氮 吸 附 实 验 实 际 测 量 到 1 ～ 1 5 0 n m 孔径 ， 而 压 汞 实 验 低 压 实 际 测 量 到 5 ～ 2 0 0 t L m 孔 径 ， 高压 实 际测量 到 1 4 ～ 1 0 n m 孔径 。压汞 实验 对 于 纳米 级别 孔进 汞 的 测定 并 不 准 确 ， 高压 可 能 造 成 部 分微 孔 坍 塌 或 部 分 闭 孔 被 打 开 等 情 况 ， 导 致 误 差 1 。因此 ， 1 0 0 n m 以下 的孔 隙 采 用 液 氮 吸 附 实 验数据进行分析 ， 以避免压汞实验中高压对煤体破 坏 产生 的误 差 ； 1 0 0 n m 以上 的孔 隙采 用压 汞 实验 数 据 进行 分 析 ， 以便快 速分 析较 大孔 分布 。 表 2 液氮吸附实验 和压 汞实验测 量的孑 L 径范围 液 氮吸 附实 验数 据能 够准 确反 映煤 的微 小孔 隙 分 布 ， p ／ p 。 0 ． 5时 ， 气 体 主要靠 范德 华 力 吸 附在 微 孔 中 ； p ／ p 。 ≥O ． 5时 ， 高压造 成孔 隙 中 发生 毛 细管 凝 聚 现象 。对 于 液 氮 吸 附实 验 ， 当 p ／ p 。 0 ． 5时 ， 氮 气 主要 作用 于孔 径小 于 1 0 n m 的孔 隙 ， 结 合 表 2 ， 将 孔径小于 1 0 n m 的孔隙分类为微孔 ， 1 O ～1 0 0 n m 的 孔 隙分 类 为小孔 ， 其 分形 维数 分别 记 为 D ， D 。 高压进 退 汞 曲线 如 图 2 所 示 。可看 出进汞 曲线 大 致 可分 为 1 4 ～ 1 0 0 n m， 0 ． 1 ～ 1 g m， 1 ～ 1 0 13 3 孔 径 这 3段 。煤 样 C， D的退 汞量 变 化非 常 小 ， 但从 煤 样 A， B， E， F 的退 汞 曲线 可 看 出， 其 基 本 也 可 划 分 为 1 4 1 0 0 n m， 0 ． 1 ～1 m， 1 ～1 0 m 孔径 这 3段 。 结合表 2 ， 将孔径为 0 ． 1 ～1 m 的孔隙分类为 中孔 ， 1 ～ 1 0 M m 的孔 隙分类 为大 孔 ， 采 用高 压进 汞 数据 分 别计算 其 分形 维数 D。 ， D 。 孔径／ g m a 煤样 A c 煤样 C 孔径／ u m b 煤 样 B d 煤样 D e 煤样 E f 煤样 F 图 2煤 样 高 压 进 退 汞 曲线 低压 进 汞 曲线 如 图 3 所 示 。可看 出该 曲线 大致 可分 为 2段 第 一 段 曲线 比 较 平 缓 ， 进 汞 量 增 加 缓 慢 ， 此 时汞 进 入 煤 中 显微 裂 隙 宽 度 为 微 米 级 l 】 ； 第 二段 曲线 比较 陡峭 ， 进汞 量增 加非 常快 ， 此 时汞 进 入 煤 中微 裂 隙 宽 度 为十几 微 米到几 十微 米 。由于 裂隙宽度远小于长度 ， 且限于压汞实验原理 ， 图 3中 的孔 径 是 裂 隙 的 等 效 孔 径 ， 并 非 实 际 孑 L 径 ， 1 0 ～ 2 0 0 m 范 围为煤 中 裂 隙 。采 用 低 压 进 汞 数 据 分 别 计 算微 裂 隙和显 微裂 隙 的分形 维数 D ， D 。 3 ． 2煤样 的孔 隙分 形特 征 根 据液 氮 吸 附 实 验 数 据 计 算 I n I n P 。 ／ p 和 ， I n丁 ， 绘制 散 点 图 ， 拟 合 直线 ， 可 计算 出微 孔 ci n ’ g 和 小 孔 的 分 形 维 数 ； 依 据 压 汞 实 验 数 据 计 算 l n 和 1 n ， 绘 制 散 点 图 ， 可 计 算 出 中孔 、 大孔 、 显 微裂 隙 和微裂 隙 的分形 维数 。计 算结 果见 表 3 ， 拟 合优 度 R 最 低 为 0 ． 7 9 0 8 6 ， 最 高 为 l ， 大部 分拟 合 优度 R 为 0 ． 9 6以上 ， 总体 拟合 程 度 较 好 ， 说 明 煤样 各 尺 度孔 隙／ 裂 隙 具 有 较 好 的分 形 特 2 0 1 7年第 4 期 徐林等 贵州省突出煤层孔隙分形特征研究 3 5 平均值 2 ． 6 3 5 孔径／ g m 孔径／ } I m e 煤样 E f 煤样 F 图 3 煤样低压进汞 曲线 性 ， 可采用分形维数定量描述其特征 。 3 ． 2 ． 1 煤样 瓦斯 吸 附量 与孔 隙分 形特 征 瓦斯 吸 附量 主要与微 孔 和／ I L 有关 。微孔 由吸 附作用测得 ， 分形维数 D 为孔隙表 面分形维数 ； 小 孔 主要 由毛 细 管凝 聚 现象 测 得 ， 还 包 括 部分 吸附 作 用 ， 分形维数 D 2 包含表面分形维数和体积分形维数。 研究表 明 ， D。 反映煤样微 孔分形 特征 ， 也代表 了煤 样 孔 隙表 面的分形 特征 ， 微孔 是 吸 附孔 ， 吸 附能力 与 孔 隙比表面积相关； D 则反映煤样小孔 过渡孔 分形 特征 ， 同时代表了煤样孔隙结构的分形特征[ 1 。 微孔 分 形 维 数 D 为 2 ． 4 7 8～ 2 ．7 6 6 ， 平 均 2 ． 6 3 5 。 D。 与瓦斯 吸 附 量 拟合 结 果 如 图 4所 示 。可 看 出 D 与 瓦 斯 吸 附 量 呈 正 相 关 关 系 ， 拟 合 优 度 R 一0 ． 9 0 8 6 2 ， 拟合效果较好 ， 说明 D 在一定程 度 上 能够代 表煤 样 的瓦斯 吸附 能力 。D 越 接近 2 ， 孔 隙表面 越光滑 ； D， 越接 近 3 ， 孔 隙表 面越 复 杂 ， 瓦 斯 吸附 量 越 大 。 同时 D 大 小 分 布 范 围较 大 ， 说 明不 同煤样 瓦斯 吸附 能力存 在较 大差 异 。 小 孔 分 形 维 数 D2为 2 ． 4 3 7 ～ 2 ． 5 8 0 ， 平 均 2 ． 5 I 5 ， 说明各煤样孔隙结构复杂程度相似 ， 小于门 格海绵 的分 形维数 2 ． 7 3 ， 表明煤样孔 隙结构较简 单 。D 与 D。 较为接近， 说 明煤样孔隙表面与孔 隙 结构复杂性相差不大。 图 4 微孔 分形 维数 D 与瓦斯 吸附量拟合结 果 3 ． 2 ． 2 煤样渗透性与孑 L 隙分形特征 煤 中瓦斯运 移 主要 与 中孔 、 大孔 、 显 微裂 隙和微 裂隙有关 。中孔 、 大孔、 显微裂隙和微裂隙的分形维 数由进汞数据计算 ， D。 ～D 代表 了孔隙发育情况 和孔隙结构。分形维数越接近 2 ， 则孔 隙越发育， 孔 隙结构越简单 ， 渗透性也越好 ； 分形维数越接近 3 ， 孔隙越不发育 ， 孔隙结构越复杂， 渗透性越差 。 从表 3中可知煤样 B， C， E中孔分形维数 D 。为 3 ． 0 0 0 ， 说 明这 3个 煤样 几 乎 没 有 中孔 ， 其 余 3个 煤 样分形维数 D 。为 2 ． 4 8 2 ～2 ． 6 9 3 ； 大孔分形维数 D 为 2 ． 2 4 2 ～3 ． 0 0 0 ， 平均 2 ． 6 8 1 ； 显微 裂隙分形维数 D 为 2 ． 8 2 8 3 ． 0 0 0 ， 平 均 2 ． 9 2 9 ； 微 裂 隙 分形 维 数 D 为 2 ． 1 8 6 ～2 ． 7 5 4 ， 平 均 2 ． 3 9 0 ， 除 煤样 A 外微 裂 隙分形 维数 均在 2 ． 5以下 。 煤层 瓦 斯 产 出过 程 中 ， 存 在 扩 散 和流 动 运 动形 3 6 工 矿 自动化 2 0 1 7年 第 4 3卷 式 的多次 交替 ， 某一 尺度 的孔 隙 如果不 发育 ， 瓦斯需 要 依赖 更 小 的孔 隙来 进 入 更 大 的孔 隙 ， 导 致煤 层 的 渗透性降低 ， 抽采效果下降。孔隙级别与分形维数 的关 系如 图 5 所 示 。可看 出显微 裂 隙分形 维数 都大 于 门格 海 绵 的分 形 维 数 2 ． 7 3 ， 显 微 裂 隙 非 常 少 ， 而 微 裂 隙 的分形 维数 除煤样 A外 都 小于 2 ． 7 3 ， 大孔 和 中孔 则有 一定 区别 。煤 样 孔隙／ 裂 隙尺度 从小 到 大 ， 除煤 样 A稍有 不 同外 ， 其余煤样孔 隙分布趋 势相 似 ， 渗透 性基 本属 同一 种类 型 ； 每个 煤样 都存 在部 分 尺 度 孔 隙 ／ 裂 隙 发 育 较 差 的情 况 ， 需 要 采 取 增 透 措 施 ， 以提 高瓦 斯抽 采效 果 。 4 结 论 辐 嫌 求 中孔 大孔 显微裂 隙 微裂 隙 孔隙级 别 图 5 孔隙级别与分形维数 的关 系 1 借 助 液 氮 吸 附 实 验 和 压 汞 实 验 ， 对 贵 州 省 富煤 区突 出煤层 6 个 煤样 孔 隙／ 裂 隙进 行分 类研 究 。 拟 合计 算 了不 同级 别孔 隙／ 裂隙 的分形 维数 ， 结 果表 明煤样 具 有 良好 的分 形 特 征 ， 可 用 分 形 维 数 定 量描 述其孔 隙 特征 。 2 煤样 微 孔 分 形 维 数 D 为 2 ． 4 7 8 ～ 2 ． 7 6 6 ， 平均 2 ． 6 3 5 ， 与 瓦斯 吸附量 存 在较 好 的正 相关 关 系 ， 另一 方面 ， 虽 同属 突 出煤 层 ， 但不 同煤 田突 出煤 层 瓦 斯吸 附能 力并 不相 同 ； 小孔 分形 维数 D 为 2 ． 4 3 7 ～ 2 ． 5 8 0 ， 平 均 2 ． 5 1 5 ， 表 明 煤 样 孔 隙 结 构 复 杂 程 度 相 似 ， 孔 隙 结构 较简 单 。 3 结果 表 明 ， 除煤 样 A稍 有变 化 ， 其余 煤样 变 化趋 势相 似 ， 渗 透性 基 本 属 同一 种 类 型 。煤 样 显 微 裂 隙分形 维 数都在 2 ． 7 3以上 ， 微裂 隙分 形维 数 除煤 样 A 外 均在 2 ． 7 3以下 ， 大 孔 和 中孔 有 好 有 差 。煤 样某些级别孔隙发育很差 ， 煤样渗透性会受到影响 ， 需 要采 取增 透措 施 。 参 考 文 献 [1 ] 王忠奎 ， 罗泽卫 ． 贵州煤 层气 抽采 及综 合利用 模式 分 析E J 3 ． 中国煤层气 ， 2 0 1 1 ， 8 2 4 3 4 5 ． [2 ] 衡献伟 ， 李 绍泉， 李青松． 贵州煤与瓦斯 突出特征及 影 响因素研究[ J ] ． 煤矿安全 ， 2 o 1 3 ， 3 3 1 0 7 - 1 0 ． [3] 韩用 ， 吴桂 义． 煤 与瓦斯 共采技 术在贵 州煤 层气开 发 中的应用研究 [ J ] ． 煤矿 现代 化 ， 2 0 1 2 3 1 6 1 8 ． [4] 马帅 ， 李绍泉 ， 秦震东 ， 等． 贵州煤 与 瓦斯 突出事 故规 律性研究 [ J ] ． 洁净煤 技术 ， 2 0 1 l ， 1 7 6 8 9 9 1 ． [5] 孔憝 ， 吴桂义 ， 钟锋 ， 等． 贵州矿 区煤 与瓦斯 突 出特征 及其 防治对 策[ J ] ． 工矿 自动化 ， 2 0 1 6 ， 4 2 2 2 2 2 6 ． [6] 谢雄 刚 ， 冯涛 ， 王永 ， 等． 煤与 瓦斯 突 出过程 中能 量动 态平衡 E J 3 ． 煤炭学报 ， 2 0 1 0 ， 3 5 7 1 1 2 O 一 1 1 2 4 ． [ 7] 孙 波 ， 王魁军 ， 张兴华 ． 煤 的分形孑 L 隙结构特征 的研究 [ J ] ． 煤 矿安全 ， 1 9 9 9 ， 3 0 1 3 8 4 O ． [ 8] 傅 雪海 ， 秦勇 ， 薛秀谦 ， 等． 煤储 层孑 L 、 裂隙系统分形研 究[ 刀． 中国矿业大学学报 ， 2 0 0 1 ， 3 0 3 1 卜1 4 ． [ 9] 降文萍 ， 宋孝忠 ， 钟玲文． 基 于低 温液氮实 验的不 同煤 体 结构煤的孔隙特征 及其 对 瓦斯 突 出影 响[ J ] ． 煤 炭 学报 ， 2 O 1 1 ， 3 6 4 6 0 9 6 1 4 ． [ 1 O 3 郎伟伟 ， 宋志 敏 ， 刘高峰 ， 等． 基于 低温 液氮 吸附实 验 的变形煤孔隙分布 及其 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