考慮煤基質壓縮效應的煤全孔徑分布特征研究

劉紀坤， 任棒， 王翠霞

(西安科技大學 安全科學與工程學院， 陜西 西安 710054)

0 引言

煤是一種多孔介質，其孔隙結構直接影響煤中瓦斯富集和滲透特性[1-2]。目前，煤孔隙結構表征方法主要有壓汞法[3]、低溫液氮吸附法[4]、掃描電鏡法[5]、顯微CT法[6]、小角散射法[7]等。壓汞法、低溫液氮吸附法可將流體侵入孔隙內表面，但測量的孔徑范圍存在很大差異，壓汞法可準確表征較大孔徑的孔隙結構特征，低溫液氮吸附法可準確表征較小孔徑的孔隙結構特征；掃描電鏡法、顯微CT法、小角散射法通過圖像處理可直觀觀察孔隙外部，但獲取的孔徑分布數據不具有代表性。

由于采用單一方法只能對某一孔徑范圍內的孔隙結構進行表征[8]，聯合壓汞法和低溫液氮吸附法分析煤全孔徑分布特征得到廣泛應用。江澤標等[9]利用低溫液氮吸附試驗與壓汞試驗相結合的方法對CO2致裂前后的煤巖孔隙變化進行定量表征；郝晉偉等[10]基于IUPAC孔隙分類方案，聯合使用壓汞法、低溫液氮吸附法對不同尺度的孔隙結構進行測試，將測試數據進行插值處理，從而獲得構造煤孔隙結構的全孔徑分布數據；林海飛等[11]采用同孔徑處比表面積增量或孔體積增量差值最小的方法，將壓汞法和低溫液氮吸附法下孔徑分布數據進行聯合，分析了煤樣全孔徑段孔隙結構特征；何珊[12]以低溫液氮吸附法和壓汞法的優勢孔徑段臨界值為連接點，對測量數據進行連接，從而實現煤樣全孔徑孔隙結構的有效表征。……