含瓦斯煤体孔隙结构与受载细观变形特征规律研究-复旦学报社会.pdfVIP

　 第４４卷第６期 煤 炭 科 学 技 术 Ｖｏｌ．４４　 Ｎｏ．６　 　 ２０１６年 ６月 Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　 Ｊｕｎｅ ２０１６　 含瓦斯煤体孔隙结构与受载细观变形特征规律研究 １，２ １，２ １，２ １，２ １，２ 聂百胜 ，杨龙龙 ，李默庚 ，刘　 帅 ，张佳斌 （１ 中国矿业大学（北京） 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京　 １０００８３； ２ 中国矿业大学（北京） 资源与安全工程学院，北京　 １０００８３） 摘　 要：为了研究煤体的微观孔隙特征和吸附瓦斯煤体受载细观变形规律，采用低压液氮吸附、ＳＥＭ 研究了煤体孔隙的类型和孔径分布，研制了吸附瓦斯煤体加载ＣＴ 扫描装置，利用工业ＣＴ 扫描观测 了吸附瓦斯煤体在加载过程中的细观变形过程。 结果表明：煤表面的孔隙有圆柱形、狭缝形、楔形、墨 水瓶形等，按照内部孔隙的连通类型分为贯通孔、内部连通孔、一端封闭孔和闭孔；不同应力条件下的 ＣＴ 图像显示，煤体内部呈非均质性，孔隙表现为非均匀分布特征，吸附瓦斯煤体在受载破坏裂隙也呈 非均匀特性；吸附瓦斯煤体在受载条件下局部同时呈现膨胀效应和压缩效应，但在整体上表现是膨胀 效应，这是由于煤体多孔性和非均质特性决定的。 研究成果揭示了煤体微细观结构及变形特征，为研 究含瓦斯煤体破坏机理及突出灾害动力过程提供了细观手段和研究基础。 关键词：煤体；孔隙结构；低压液氮吸附；变形特征 － － － 中图分类号：ＴＤ７１３　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：０２５３ ２３３６（２０１６）０６ ０１２３ ０４ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｌｏａｄｅｄ ｍｅｓｏ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅ ｌａｗ ｏｆ ｇａｓｓｙ ｃｏａｌ ｍａｓｓ １，２ １，２ １，２ １，２ １，２ Ｎｉｅ Ｂａｉｓｈｅｎｇ ，Ｙａｎｇ Ｌｏｎｇｌｏｎｇ ，Ｌｉ Ｍｏｇｅｎｇ ，Ｌｉｕ Ｓｈｕａｉ ，Ｚｈａｎｇ Ｊｉａｂｉｎ （１ＳｔａｔｅＫｅｙ Ｌａｂ ｏｆ ＣｏａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｍｉｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｓａｆｅｔｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ　 １０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆ ｔｈｅｃｏａｌ ｍａｓｓａｎｄｔｈｅｍｅｓｏｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｌａｗ ｏｆ ｔｈｅａｄｓｏｒｂｅｄｇａｓｌｏａｄｅｄｃｏａｌ， ａ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｌｉｑｕｉｄ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｎｄ ＳＥＭｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｐｏｒｅｔｙｐｅ ａｎｄｐｏｒｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｍａｓｓ．Ａｌｏａｄｅｄ ＣＴ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ｏｆｔｈｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｇａｓｃｏａｌｍａｓｓｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔ