煤系岩石电性特征与含水饱和度定量关系实验研究——以山西宁武榆树坡为例

作     者：李建光 孙超 蔡来星 屈少波 童雪瑞 窦中浩 姜志海 

作者机构：晋能控股装备制造集团有限公司 中国矿业大学资源与地球科学学院 成都理工大学沉积地质研究院 山西宁武榆树坡煤业有限公司 

出 版 物：《吉林大学学报(地球科学版)》 (Journal of Jilin University(Earth Science Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42104111,42230811) 国家重点研发计划(2023YFC3008901) 油气资源与探测国家重点实验室开放课题(PRP/open 2207) 徐州市科技局青年人才项目(KC22018) 

主　　题：突水灾害 电阻率 岩石物理量板 定量预测 

摘      要：煤层含水量定量预测对于解决矿井水灾害问题、提升煤矿防治水技术水平、降低煤矿防治水经济成本投入以及提高煤矿安全与经济效益具有重要意义。本文选用山西宁武榆树坡5煤顶板石炭系上统太原组富水区岩石，测量其物性及电阻率参数；基于测量结果，分析确定Archie参数，建立岩石物理量板，确定电性参数与含水饱和度的定量关系。研究表明：1）煤层顶板岩石具有低孔低渗特征；2）储层有效压力对煤层顶板岩石电阻率具有影响，有效压力增加导致处于低频段的电阻率降低，但高频段几乎无影响；3）含水饱和度对煤层顶板岩石电阻率影响显著。含水饱和度增加导致低频段电阻率降低，但对高频段电阻率影响微弱。低含水饱和度对电阻率的频散影响更明显，高含水饱和度对电阻率频散影响相对微弱，全饱和状态下的高低频电阻率一致；4）煤层顶底板岩性以砂岩为主，同时存在泥岩、灰岩等。岩性差异对干燥和饱和水样品均有显著影响，但二者之间规律并不相同；5）胶结指数、饱和度指数以及岩性指系数均随深度变化，但变化率相对平缓，以其平均值构建的岩石物理量板对含水饱和度能够进行有效预测。