煤的裂隙結構分形特徵與分形滲流模型研究

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煤的裂隙结构分形特征与分形渗流模型研究

題目煤的裂隙結構分形特徵與分形滲流模型研究

作者:王登科1,2,3,4,魏強1,3,魏建平1,3,4,白鑫3,於充1,3,張平1,3

作者單位

1.河南理工大學河南省瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室-省部共建國家重點實驗室培育基地,河南焦作 454000;

2.中國礦業大學深部岩土力學與地下工程國家重點實驗室,江蘇徐州 221116;

3.河南理工大學安全科學與工程學院,河南焦作 454000;

4.煤炭安全生產河南省協同創新中心,河南焦作 454000

摘要

利用工業 CT 掃描實驗系統對煤樣進行了無損掃描 , 獲取了煤樣內部裂隙結構的發育程度與分佈特徵 ; 基於分形理論計盒維數法的計算原理與煤樣 CT 二維斷面圖的圖像數據 , 利用 MATLAB 軟件計算了煤樣裂隙結構的二維分形維數 , 結合二維分形維數與三維分形維數之間的理論關係 , 得到了煤樣裂隙結構的三維分形維數 , 分析了分形維數與煤樣內部裂隙結構發育程度之間的關係 ; 在此基礎上 , 結合滲流理論 , 建立了煤的分形滲流模型 . 研究結果表明 : 分形維數可有效反映煤樣內部裂隙結構的發育程度 , 分形維數越大 , 裂隙越發育 ; 所建的分形滲流模型是準確合理的 , 可用於預測煤的滲透性 . 研究結果可為煤層瓦斯抽採和煤礦安全生產提供理論支撐 .

關鍵詞: 煤;工業CT掃描;裂隙結構;分形維數;分形滲流模型本文引用格式: 王登科 , 魏強 , 魏建平 , 等 . 煤的裂隙結構分形特徵與分形滲流模型研究 [J]. 中國礦業大學學報 ,2020,49(1):103-109+122.

煤的裂隙结构分形特征与分形渗流模型研究
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