热解无烟煤三维裂隙重构及定量表征研究

以晋城无烟煤为研究对象,利用μCT225 kVFCB扫描系统,在不同温度下对晋城无烟煤进行CT扫描,研究不同温度下裂隙发育状况。基于AVIZO三维可视化重构技术,对煤样内部裂隙进行提取。对单个裂隙进行了定量分析,对比了不同温度下热破裂和热解对裂隙发育的影响。实验结果表明:200℃时,微裂隙扩展形成长度L1 000μm的裂隙,在不同温度作用下,无烟煤孔裂隙的致裂原因不同;在常温300℃时,裂隙2发育剧烈,主要由热破裂引起,随着温度的升高无烟煤内部发生热解反应,裂隙发育主要受热解作用影响;400℃时,最大裂隙体积减小;600℃时,温度对裂隙发育影响最大,裂隙1和3相互连通扩展,同时次生裂隙生成。根据长度L的不同,晋城无烟煤内部裂隙分为3类:1μmL100μm; 100μm≤L1 000μm;L≥1 000μm.在不同温度作用下,综合单裂隙提取主裂隙面张量方向不同;随着温度的升高裂隙沿层理方向发育较快,其中在300℃与600℃时,裂隙空间发育最为显著。温度越高,三维裂隙体积变大,空间相互连通,渗透性增大,为煤层气抽采提供了高渗透性通道。