岩石热流固耦合下细观孔隙结构演化规律及弱化机理

作     者：吴凤彪 赵广辉 

作者机构：太原科技大学山西太原030024 山西能源学院山西太原030006 

出 版 物：《采矿技术》 (Mining Technology)

年 卷 期：2021年第21卷第5期

页      面：121-126,132页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

主　　题：高温地热 岩石稳定性 煤层气开采 热流固耦合 

摘      要：为研究煤炭地下气化开采、高温岩体地热和煤层气等开发的稳定性,揭示固流热耦合条件下岩石的细观参数演化规律,采用固流热耦合万能试验仪对北山花岗岩在高温(100~700℃)、三轴条件下(静水压力25 MPa)进行渗透试验。对试验后的试件进行了细观物理参数(孔体积、孔比表面积、孔数量比例、平均孔吼半径、平均孔径、迂曲度、孔隙率和分形维数)测定。研究结果表明:在固流热耦合试验条件下,花岗岩的孔隙率和分形维数随着温度的升高并非持续增大,在300℃会出现下降的现象;在固流热耦合试验条件下,花岗岩的超微孔(10000 nm)的细观物理参数值随温度的变化规律与超微孔相比截然相反;当温度大于500℃时,由于花岗岩高温裂化严重,三轴应力对花岗岩会造成较大的损伤。试件细观物理参数随温度的变化率要大于100~300℃时细观物理参数的变化率。试验结果可为高温地下工程岩石的稳定性分析提供理论指导。