煤体水锁效应研究：低场核磁共振与孔隙结构分析

"这篇论文主要探讨了在煤层增透技术中水力化技术的应用及其带来的水锁效应问题。通过低场核磁共振技术，研究人员分析了不同煤级的煤样在饱水和饱CMC（羧甲基纤维素）溶液状态下的液相滞留效应，以揭示水锁效应的内在机理。研究发现，CMC溶液能够溶解煤中的矿物质，增加煤的孔隙裂隙，同时降低水与煤体表面的表面张力，从而可能缓解水锁效应。此外，随着煤变质程度的提高，T值表现出一定的变化趋势，这与煤的孔隙结构和液相滞留效应有关。" 文章涉及的主要知识点包括： 1. **水力化技术**：这是针对低透气性煤层的一种增透手段，包括煤层注水、水力压裂和水力割缝等，能有效改善瓦斯治理效果。 2. **水锁效应**：当水作为外侵液进入煤体后，会堵塞瓦斯流动通道，导致瓦斯解吸量减少，是水力化技术中面临的一个挑战。 3. **低场核磁共振技术**：这是一种无损检测技术，用于研究煤样内部的孔隙结构和液相分布，有助于理解水锁效应的产生机制。 4. **束缚流体和液相滞留效应**：束搏流体是指存在于煤体微孔中的不可流动液体，其饱和度与孔径分布有关。液相滞留效应是指液体在煤体孔隙中滞留，影响瓦斯流动的情况。 5. **CMC溶液**：羧甲基纤维素溶液能改变煤的孔隙结构和表面性质，可能有助于减轻水锁效应。 6. **煤的变质程度**：煤的变质程度对其孔隙结构和液相滞留效应有显著影响，随着变质程度增加，煤的物理性质会发生变化。 7. **孔隙结构与流体饱和度的关系**：通过曲线相似度法分析，可以揭示不同孔径与束缚流体饱和度之间的关联，这对优化水力化技术的实施具有指导意义。 8. **冲击地压和瓦斯治理**：虽然不是本文主要研究内容，但提到了相关的煤矿动力灾害防治技术，如冲击地压的理论研究、瓦斯爆炸抑爆减灾技术的发展趋势以及煤与瓦斯共采的物理模拟实验系统等。 9. **煤自燃特性**：煤的自燃特性受到变质程度、水分、氧化反应特性等因素影响，文中列举了多个研究案例，探讨了这些因素如何影响煤自燃的机理和预测方法。 10. **矿井通风系统**：矿井通风对于控制粉尘和瓦斯至关重要，文中提到了基于风量特征的通风系统故障诊断方法和粉尘防控技术，以及影响粉尘逸散的风流特性。 以上知识点体现了煤炭开采中涉及的多种科学技术问题，以及当前科研人员为解决这些问题所进行的研究和探索。