基于CT三維重建的高階煤孔裂隙結構綜合表征和分析

王 剛，沈俊男，褚翔宇，曹春杰，江成浩，周曉華

(1.山東科技大學 礦山災害預防控制-省部共建國家重點實驗室培育基地，山東 青島 266590; 2.山東科技大學 礦業與安全工程學院，山東 青島 266590; 3.卡爾蔡司(上海)管理有限公司，上海 200120)

基于CT三維重建的高階煤孔裂隙結構綜合表征和分析

王 剛1,2，沈俊男2，褚翔宇2，曹春杰3，江成浩2，周曉華2

(1.山東科技大學 礦山災害預防控制-省部共建國家重點實驗室培育基地，山東 青島 266590; 2.山東科技大學 礦業與安全工程學院，山東 青島 266590; 3.卡爾蔡司(上海)管理有限公司，上海 200120)

為有效研究煤的孔裂隙結構特征，實現對煤的孔裂隙結構的定性定量表征和分析。以內蒙古巴彥高勒煤礦311102運輸巷的煤樣為研究對象，基于ZEISS Xradia 510 Versa X射線顯微鏡掃描得到的CT數據，結合三維可視化軟件AVIZO中內置數學算法，提出了煤的孔裂隙結構定量表征的方法，并建立了煤的三維孔裂隙結構模型和具有拓撲結構的孔隙網絡簡化模型。通過本文提出的方法，對巴彥高勒煤礦煤樣的孔裂隙微觀參數——孔徑大小、孔體積、孔隙率、配位數、喉道長度等進行了統計分析。研究表明：在微米的尺度下，內蒙古巴彥高勒煤礦的煤樣以大孔為主，并伴有網狀的割理裂隙，有效孔隙率為10.34%，通過孔隙網絡模型統計出的孔隙數為12 834，喉道數為432及其他的微觀結構參數。

高階煤;CT;三維重建;孔裂隙;表征

煤是一種可燃性且具有明顯分層特征的復雜多孔介質，煤的孔裂隙結構是煤的物理結構的主要部分，且決定著煤層的物理化學特性[1]。……