煤级煤样孔隙综合表征法及其分形特性研究

本文主要探讨了不同煤级煤样的孔隙综合表征方法的研究，这一研究对于深入理解煤炭的物理性质及其在实际应用中的行为至关重要。煤的孔隙特征不仅影响其吸附解吸性能、扩散性和渗透性，还在瓦斯突出等灾害发生机制中扮演着关键角色。为了细致地分析这些特性，研究者利用ASAP2020比表面积及孔径分布测定仪，在低温液氮的环境下，对各种不同程度变质的煤样进行了精确的孔隙测量。 在实验过程中，他们采用FHH分形维数计算模型对获取的孔径分布数据进行拟合，从而得到了各煤样在不同孔径段的分形维数。分形维数是一个描述复杂系统几何结构的重要参数，它揭示了孔隙网络的复杂度和不规则程度。通过将各孔径段的孔隙体积比作为权值，研究人员对这些分形维数进行了加权求和，最终得出每个煤样的综合分形维数。综合分形维数的大小反映了煤样孔隙的整体特性，即孔隙表面的粗糙度和整体结构的复杂程度。 研究结果显示，不同煤级的煤样呈现出明显的分形特征：总孔隙体积较大的煤样，其综合分形维数较高，表明其孔隙表面更为粗糙，孔隙分布更为复杂。这不仅有助于煤炭科学家和工程师更准确地预测和控制煤炭的物理行为，也有助于煤炭开采和瓦斯管理领域的实践应用。 总结来说，本研究提供了一种有效的手段来量化不同煤级煤样的孔隙结构，并通过综合分形维数这一指标，揭示了煤的内在属性与外部性能之间的关系。这对于煤炭行业的科技进步和安全生产具有重要的理论支撑作用。通过低温液氮条件下的实验和数据分析，该研究为深入认识和控制煤炭的孔隙行为奠定了坚实的基础。