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带吸附作用的煤层气运移规律一直是煤层气地质学界关注的焦点问题之一。为研究吸附-解吸状态下的煤层气运移机制,推导了气体吸附-解吸方程并分析了多孔介质扩散-渗流理论,开展了煤层气运移实验并对实验结果进行了分析。研究结果发现:煤体孔隙结构对煤层气运移具有"容阻效应","容储""阻降"二重特性并存构成了煤基质的基本功能;气体运移过程中煤体对CO2和CH4吸附能力的差异体现在吸附响应时间、吸附速率增长率、吸附平衡时间和最大吸附体积等4项指标;煤层气运移过程中扩散和渗流两种方式并存,当裂隙及大孔内气体压力较中-微孔隙系统气体压力高时,气体运移速率以渗流为主,否则以扩散为主。 相似文献
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原生煤岩组合体界面是非均质的且包含大量复杂的微观结构。为透明求解非均质煤岩界面导致的复杂物理场,采用工业CT对原生煤岩组合体试件进行了扫描试验,重构了原生煤岩组合体界面三维模型,计算了非均质煤岩界面的分形维数;基于此建立了原生煤岩组合体数值模拟模型,模拟分析了单轴压缩条件下原生煤岩组合体的应力及损伤特征,并通过煤岩组合体单轴压缩试验结果验证了数值模拟规律的可靠性。研究结果表明：原生煤岩组合体界面具有复杂的微观结构且具有分形特征,分形维数能够反映界面宏观形态;单轴压缩状态下,原生煤岩组合体中垂向应力呈非均匀分布,煤岩界面的存在会在煤体中派生水平压应力,在岩石中派生水平拉应力,煤岩界面附近水平应力呈拱形分布;原生煤岩组合体的损伤破坏主要发生在煤体中,煤体的损伤首先发生在远离界面的煤体中并逐渐向界面处扩展,界面分形维数与试件出现初始损伤对应的轴压呈正相关;由于煤岩界面压应力拱的存在导致原生煤岩组合体整体的强度高于煤体,破坏后的煤体呈拱形分布。预期研究结果对于煤岩动力灾害防治具有一定意义。 相似文献
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射束硬化是工业CT应用中的常见现象,射束硬化会导致同一密度组分呈现不同的灰度值,严重影响对各组分的分割及后期重构。为对射束硬化效应影响下的煤岩试样CT扫描数据精确划分,研究了射束硬化影响下的煤岩试样灰度值的分布规律,发现灰度束上灰度值的变化能够真实反映组分密度变化,并从理论上推导证明了这一结论,据此提出了灰度束阈值分割方法。灰度束阈值分割方法是将CT重建后的三维灰度数据体离散为一维的灰度束,根据目标组分种类的数量选择合适的全阈分割方法进行分割,并对其进行多值化,将多值化后的一维数据体重新集合为三维数据,三维数据中不同值代表不同组分,从而将各组分区分。采用灰度束阈值分割方法对6种射束影响下的煤岩组合体扫描数据进行了阈值分割并重构,证明了本方法的有效性。研究结果能够对非均质煤岩及其他材料CT扫描数据精确划分提供参考。 相似文献
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