PDF《液氮溶浸煤致裂的机理》

3 .但目前总体上还尚未形成有效的低渗煤储层 致裂增透技术.煤层气抽采量与中国埋深2

000 m 以浅的36万亿m

3 资源储量相比,开发水平还很低, 实施了瓦斯抽放的矿井,瓦斯灾害也还屡有发生. 近年来,国内外研究者对液氮冷裂砂岩、页岩 和水泥混凝土等开展了一系列实验和理论研究.任 韶然等 [16] 通过实验研究了液氮冷冲击前后煤岩的 文章编号:1008-1542(2015)00-0001-00 doi:10.7535/hbkd.2015yx 河北科技大学学报

2003 年 波速变化规律.蔡承政等 [17-18] 通过实验研究了液氮 作用下岩石孔隙微观结构的变化规律.张春会等 [19] 利用数值方法模拟了液氮注入钻孔煤引起的煤壁破 裂及煤壁渗透率的变化.与砂岩、页岩等致密岩石 不同,煤是一种微孔隙、微裂隙和割理都很发育的 介质体,在液氮作用下煤体内原生微裂隙扩展和新 裂隙萌生可能是其增透的主要原因.目前,国内外 对液氮作用下煤内原生微裂隙结构发展的实验研究 尚未见有报道. 本文取原煤试样开展了液氮溶浸实验,利用激 光显微镜观测液氮作用下原生裂隙结构的变化,结 合断裂力学分析了液氮作用下煤内原生裂隙扩展机 制,从而为液氮注入低渗煤层致裂增透方法提供理 论依据.

1 溶浸实验 1.1 实验概况及实验结果 从辽宁阜新王营子矿取大块煤样, 按40 mm*40 mm*40 mm尺寸切制试件,干燥后进行实验. 实验的基本过程如下: 1)在煤样表面选择平坦、光滑的表面标注直径 为1.5 mm的观测位置,并注明观测方向. 2)将煤样置于激光共聚焦显微镜OLYMPUS OLS4000下,调整放大倍数和焦距,获取煤样微观 结构图片,如图1所示. 3)将煤样小心置于双层真空保温盒内,缓慢注 入液氮, 浸没煤样后封盖, 浸泡40 min, 如图2所示. 4)揭开封盖,取出煤样,再次置于激光共聚焦 显微镜下观测. 图1 激光共聚焦显微镜观测 Fig.1 Observation of laser confocal micr........