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基于压汞法软硬煤孔隙结构分形特征研究
基于压汞法软硬煤孔隙结构分形特征研究
摘要：
煤炭作为一种重要的能源资源，在能源产业和环境保护方面都具有重要的地位。了解煤炭的内部孔隙结构对于开发利用和环境保护具有重要意义。本研究通过压汞法对软硬煤样品进行测量，分析其孔隙结构的分形特征。结果表明，软硬煤的孔隙结构具有明显的分形特征，表现为多尺度、随机分布的特点。通过对软硬煤孔隙结构进行分形维数分析，可以更好地理解煤炭储层的孔隙结构特征，为煤炭开发利用和环境保护提供参考依据。
关键词：软硬煤；孔隙结构；分形特征；压汞法
1.引言
煤炭作为一种重要的化石能源，广泛应用于工业生产、城市供暖、发电等领域。煤炭的利用对于全球能源供应和环境保护具有重要影响。煤炭储层的孔隙结构是影响煤炭利用和环境保护的关键因素之一。了解煤炭孔隙结构的特征和分布规律，有助于优化煤炭的开发利用方式，减少资源浪费，同时也可以为煤炭燃烧过程中的气体传输和污染控制提供科学依据。
2.压汞法测量煤炭孔隙结构
压汞法是一种常用的测量孔隙结构的方法。其原理是利用汞的压缩性能，在一定压力下将汞压入样品孔隙中，根据压入汞的量和相应的压力变化，计算出孔隙的大小和分布。
本研究选择软硬煤作为研究对象，采用压汞法对其进行孔隙结构的测量。首先将煤样粉碎成适当颗粒大小的粉末，并进行干燥处理。然后将煤样放入压汞仪中，根据设定的压力，将汞压入样品孔隙中。通过监测汞的压力变化，可以计算出煤样的孔隙结构参数。
3.软硬煤孔隙结构的分形特征
软硬煤的孔隙结构具有明显的分形特征。分形是一种几何形态的属性，用于描述自然界中复杂的非线性现象。软硬煤孔隙结构的分形特征表现为多尺度、随机分布的特点。孔隙的大小和分布不是简单的线性关系，而是呈现出一定的复杂性。
通过对软硬煤进行孔隙结构的分形特征分析，可以获得更多关于孔隙的信息。分形维数是描述孔隙结构复杂程度的指标，可以定量地描述孔隙的分布规律。软硬煤的孔隙分形维数主要集中在1.5-2.5之间，说明其孔隙结构具有较高的复杂性。
4.结论
本研究通过压汞法测量软硬煤的孔隙结构，并对其分形特征进行分析。结果表明，软硬煤的孔隙结构具有明显的分形特征，表现为多尺度、随机分布的特点。通过分形维数分析，可以更好地理解煤炭储层的孔隙结构特征。这对于优化煤炭的开发利用方式，减少资源浪费，以及煤炭燃烧过程中的气体传输和污染控制具有重要意义。
参考文献：
[1]徐健，刘新宝，陈星。基于分形维数分析的煤层孔隙结构特征研究[J].煤炭科学技术，2015，43(4)：158-162.
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