显微CT技术在巷道围岩孔隙结构研究中的应用

"基于显微CT巷道围岩孔隙结构试验研究" 本文主要探讨了巷道围岩的孔隙结构对其稳定性的关键影响，并通过一项针对山西煤炭运销集团矿井的研究，阐述了一种新的非破坏性检测技术——显微CT（Computed Tomography）的应用。在对多种常见岩层如炭质泥岩、砂质泥岩、细砂岩、粉砂岩、中砂岩和K2石灰岩进行显微CT扫描后，研究人员利用Matlab软件对获得的图像进行数字图像处理和三维重构，以深入分析岩样孔隙的特性。 孔隙结构参数，特别是孔隙孔径和孔隙率，是评估巷道围岩稳定性的重要指标。研究表明，显微CT技术为理解巷道围岩的孔隙结构提供了前所未有的视角。通过对孔隙孔径在1.47至11.76微米范围内的分析，发现当孔径增大时，巷道围岩的孔隙率呈现出负指数规律的降低趋势。这一发现对于预测和控制矿井巷道的稳定性具有重大意义，因为孔隙结构直接影响到岩石的渗透性、强度以及与地下水的相互作用。 孔隙结构对巷道稳定性的影响主要体现在以下几个方面：首先，较大的孔隙可能增加水或气体的渗透，导致流体压力变化，从而影响岩体的力学性能；其次，孔隙率的大小影响岩石的整体密度，高孔隙率通常意味着较低的岩石强度，可能导致围岩的变形或破裂；最后，孔隙结构也与岩石的应力分布有关，复杂的孔隙结构可能引发应力集中，加速岩体的破坏。 采用显微CT技术，不仅可以无损地获取岩样的内部细节，还能提供定量的孔隙结构数据，这对于地质工程师来说是宝贵的工具，有助于他们制定更精确的巷道支护方案。此外，这一技术也有潜力应用于其他地质环境问题的研究，如岩土工程、石油地质和环境地球科学等领域。 总结起来，这篇研究展示了显微CT技术在矿井巷道围岩稳定性研究中的创新应用，强调了孔隙结构参数对巷道安全的重要性，并提出了新的观察和分析方法。这一工作为进一步理解岩体的力学行为，以及优化矿井的安全管理提供了理论依据和技术支持。