构造煤多尺度分形表征及其影响因素深入研究

构造煤的孔隙结构是其物理性能和化学反应活性的关键决定因素，它展现出非均质性、自相似性和标度不变性等独特的分形特性。这些特性使得传统欧式几何方法在量化描述上显得力不从心，因此，对于构造煤的研究者来说，探索多尺度的分形表征方法以及影响其结构的因素变得尤为重要。本篇论文《构造煤孔隙结构多尺度分形表征及影响因素研究》由郝晋伟和李阳两位作者针对这一问题进行了深入探讨。 论文首先通过低温二氧化碳（CO2）吸附法、低温氮气（N2）吸附法和压汞法等技术手段，对四种典型构造煤样——原生结构煤、碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤进行了细致的孔隙结构分析。这些方法分别适用于检测微孔、介孔和大孔的特性，有助于揭示不同尺度孔隙的分形特征。 通过对实验数据的细致分析，研究发现，微孔填充模型基于CO2吸附数据，FHH模型基于N2吸附数据，以及热力学模型基于压汞数据，都能够有效地表征构造煤在不同尺度下的分形特征。具体来说，微孔和介孔，特别是2~6纳米孔径段，其分形维数随着构造煤破坏程度的增加而有所提高；然而，其他尺度的孔隙分形维数的变化规律并不明显。 为了综合反映不同尺度孔隙的分形特性，论文提出了一种加权计算方法，即利用阶段孔容比例作为权重，对构造煤各尺度的孔隙分形维数进行计算，得到的多尺度综合分形维数可以量化地体现煤样随变形程度增强的复杂变化。 此外，论文还运用了灰色关联分析这一统计方法，研究了构造煤孔隙分形维数受哪些因素影响。这不仅提供了深入理解构造煤孔隙结构演变机制的途径，也为优化开采和利用策略提供了科学依据。 总结来说，这篇论文为构造煤孔隙结构的多尺度分形表征提供了一套实用的分析框架，并揭示了孔隙结构分形维数与煤样特性的紧密联系，为煤炭工业的精细管理和发展方向提供了有价值的参考。通过移动扫码阅读，读者可以进一步深入理解这项开创性的研究成果。