构造煤孔隙结构研究：压汞技术与多重分形分析

"基于压汞技术的构造煤孔隙结构多重分形表征" 这篇研究文章主要探讨了如何利用压汞技术来分析构造煤的孔隙结构，并通过多重分形理论来理解其非均质性。文章的核心是通过对渭北煤田韩城矿区煤样的实验分析，揭示了构造煤在不同变形程度下的孔隙结构特性。 首先，压汞技术是一种常用的方法，用于测量孔隙的大小和分布。在这种技术中，汞被注入煤样中，由于汞的表面张力和孔隙形状的关系，可以推算出孔径的大小。作者通过这种方法得到了煤样的孔径分布数据。 然后，结合多重分形理论对这些数据进行分析。多重分形理论是一种数学工具，用于描述具有复杂自相似性的非均匀系统，如本文中的孔隙分布。它能够捕捉到孔隙分布的不规则性和复杂性。研究结果显示，煤样的孔径分布显示出多重分形特征，但不同类型构造煤的孔径分布具有不同的多重分形程度。 进一步的研究发现，随着构造变形的增强，煤样的孔隙结构发生了显著变化。具体表现为f(a)谱的形态从右钩状（对应于碎裂煤）转变为左钩状（对应于碎粒煤和糜棱煤）。这表明，强烈的脆性和韧性变形会使得孔隙结构变得更加复杂，孔隙倾向于聚集在一起，导致孔体积高值分布的非均质性增加，从而影响煤的渗透性。 文章中提到的奇异性指数α0、f(a)谱宽度αq--αq+以及左锋宽度α0-αq+是衡量这种变化的关键指标。它们的升高显示了孔隙结构的不规则性增加。α0和α0-αq+的变化可以作为识别不同构造煤孔隙结构差异演化的有效参数。 最后，作者指出，多重分形参数的改变主要是由于构造变形导致的孔体积峰值变化、碎粒孔的形成以及显微构造的不均匀分布。这些发现对于理解构造煤的储层性质、煤的物理性能以及地质条件对其影响具有重要意义，对于煤炭开采、煤层气的开发以及环境保护等领域都具有实际应用价值。 关键词涉及的领域包括孔隙结构、构造煤、压汞技术、孔径分布和多重分形分析，这些都是地质学和采矿工程中的关键概念。这篇研究为深入研究构造煤的孔隙结构提供了新的视角和方法，对于提升煤炭资源的开发利用效率具有理论指导作用。