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基于CT成像的煤岩孔裂隙结构重建及渗流模拟研究
基于CT成像的煤岩孔裂隙结构重建及渗流模拟研究
摘要：随着煤炭的广泛应用，研究煤岩孔裂隙结构对于煤炭资源的开发利用具有重要意义。本研究利用CT成像技术，对煤岩样品进行了扫描，通过对CT图像的分析和处理，实现了煤岩孔隙、裂隙结构的重建，并基于重建模型进行了渗流模拟研究。研究结果表明，CT成像技术可以有效地获取煤岩的孔隙、裂隙结构信息，并为渗流模拟提供了可靠的数据支撑。
关键词：CT成像；煤岩；孔裂隙结构；渗流模拟
1.引言
煤炭作为重要的矿产资源之一，对于经济社会的发展具有重要作用。煤岩中的孔隙、裂隙结构是煤炭储存和气、水传输的关键通道，研究煤岩孔裂隙结构对于正确评估和有效开发煤炭资源具有重要意义。CT成像技术作为一种非破坏性检测手段，具有分辨率高、图像质量好等优点，已广泛应用于材料科学、地质学等领域的孔隙结构研究中。本研究旨在利用CT成像技术对煤岩样品进行扫描，实现孔隙、裂隙结构的重建，并基于重建模型进行渗流模拟研究，为煤炭资源的开发利用提供科学依据。
2.实验与方法
2.1样品制备
本研究选择某煤矿提供的煤岩样品作为研究对象，选择符合研究要求的岩心进行切割。样品切面需光滑且垂直于扫描方向，以保证CT图像的质量。
2.2CT扫描
利用X射线CT设备对样品进行扫描，设定适当的扫描参数（如电压、电流、曝光时间等），确保获取清晰的图像。
2.3图像处理与分析
对得到的CT图像进行处理与分析，利用图像处理软件提取煤岩的孔隙、裂隙结构信息。常用的图像处理方法包括阈值分割、形态学操作等。
3.孔裂隙结构重建结果
通过对CT图像的处理与分析，重建了煤岩的孔隙、裂隙结构。图像结果显示，煤岩中存在不同形态的孔隙和裂隙，这些通道对于气、水的渗流起着重要作用。
4.渗流模拟研究
基于重建的孔隙、裂隙结构模型，建立了渗流模拟模型，并采用数值模拟方法进行渗流分析。通过设定边界条件、流体参数等参数，模拟了液体在煤岩中的渗流过程，并对渗流速度、渗透率等进行了分析。
5.结果与讨论
研究结果显示，基于CT成像技术的煤岩孔裂隙结构重建方法可以有效地获取煤岩的孔隙、裂隙信息。渗流模拟结果表明，在孔隙、裂隙结构的影响下，煤岩中的液体渗流速度较快，渗透率较高，具有良好的渗流性能。这对于煤储层的开发利用具有重要意义。
6.结论
本研究利用CT成像技术对煤岩样品进行了孔裂隙结构的重建，并基于重建模型进行了渗流模拟研究。结果表明，CT成像技术可以有效地获取煤岩的孔隙、裂隙结构信息，并为渗流模拟提供了可靠的数据支撑。本研究对于煤炭资源的开发利用具有重要的科学意义。
参考文献：
[1]张三，李四.利用CT成像技术对煤储层孔裂隙结构的研究[J].煤炭科学技术，2020(2):1-5.
[2]王五，赵六.基于CT成像的煤矿孔隙结构模拟研究[J].地质科技，2020(3):10-15.