煤岩超微孔隙结构分形研究：硬度与孔隙性能关系

"煤岩超微孔隙结构特征及其分形规律研究 (2010年)" 本文主要探讨了煤岩超微孔隙结构对煤的物理性质，特别是吸附和强度性能的重要影响。研究团队通过使用高精度压汞仪对来自8种不同硬度的煤样进行了压汞法实验，以测定煤的超微孔隙结构特性。压汞法是一种常用的技术，通过测量汞在煤体孔隙中的渗透行为来推断孔隙的大小、形状和分布。 在实验过程中，研究人员结合压汞法的基本原理和分形几何学理论，建立了一个适用于煤孔隙结构的分形维数计算模型。通过分析实验数据，他们计算出了不同硬度煤样的孔隙结构分形维数。研究结果表明，煤的孔隙结构具有显著的分形特征，且煤体越松软，其分形性越强，这使得利用分形理论研究煤岩孔隙结构更加精确。 进一步的研究发现，随着煤体硬度的增加，孔隙的分形维数呈现下降趋势，而煤体的抗压强度则相应增加。这意味着煤的硬度与其孔隙结构的分形特征之间存在明显的关联。研究人员还建立了硬度与孔隙分形维数之间的定量关系式，这一关系式有助于定量描述煤的吸附特性和抗压强度，从而为煤层瓦斯的运移、瓦斯抽放以及瓦斯突出等关键问题提供理论支持。 文章的关键词包括硬度、压汞法、孔隙结构和分形维数，这四个概念是理解研究内容的核心。论文指出，煤体孔径小于10纳米的超微孔隙在煤层地质环境中的重要作用，因为它们在气体运移和存储中起着决定性作用。随着对超微孔隙结构认识的深入，人们可以更好地预测和控制煤层中的瓦斯行为，这对于煤矿安全生产具有重大意义。 这项研究为理解和利用煤岩超微孔隙结构提供了新的视角，通过引入分形理论，可以更精确地描述和预测煤的物理特性，对于提高煤矿瓦斯治理效率和保障矿工安全具有重要的实践价值。其研究成果不仅在理论上有创新，而且在实际应用上也有广阔的前景。