煤炭工程

作者：赵小英,江泽标,权西平,康向涛,陈思粮

单位：1. 贵州大学 矿业学院，贵州 贵阳 5500252. 贵州理工学院 工程训练中心，贵州 贵阳 5500323. 贵州省非金属矿产资源综合利用重点试验室，贵州 贵阳 550025

关键词：CO2 相变致裂,分形特性,孔隙结构,渗透性,孔隙重构,

为探究CO2相变致裂对煤体全孔径孔隙结构的影响，在贵州六盘水大运及大河边煤矿采集CO2致裂前后的煤样，通过高压压汞、低温N2吸附与低压CO2吸附实验，并结合分形理论分析孔隙结构特征与分形特性。结果表明：原煤孔隙主要为片状颗粒堆积形成的狭缝孔；经CO2相变致裂后，微孔数量减少，中、大孔数量增多，孔隙结构重构，产生大量墨水瓶形的半开放型/开放型孔隙，促使微孔向中孔转化、中孔向大孔转化以及大孔进一步扩展。分形特性分析显示，CO2相变致裂对不同尺度孔隙的影响存在差异：微孔分形维数增加，结构复杂性与非均质性增强；大孔分形维数降低，结构趋于简单且非均质性减弱；中孔在低压区（P/P0≥0.5）的分形维数降低，结构简化且非均质性减弱，而高压区（P/P0<0.5）的分形维数无明显变化规律。工程应用表明，CO2相变致裂技术可显著降低瓦斯流量衰减系数，提高透气性系数与煤层渗透性，降低瓦斯含量，提升瓦斯抽采效率，为煤矿安全生产提供技术保障。

来源：2025年第12期

《煤炭工程》期刊编辑部

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