有机/酸复合溶液改性煤样物理力学特性试验研究
为了探讨有机/酸复合溶液对改性后煤体物理力学特性的影响，采用压汞、润湿角测试、膨胀率测试、力学性能测试、超声波探测、粉晶X射线衍射及红外光谱测试等手段，对不同温度条件下经有机/酸复合溶液改性后的煤样内部孔隙结构、润湿角、膨胀率及单轴抗压强度和内部损伤进行表征，分析了改性后煤样的物理力学特性随温度变化规律，基于细观损伤理论和宏观统计损伤模型建立了有机/酸复合溶液作用后煤样单轴破坏损伤演化方程，对有机/酸复合溶液改性煤体的微观机制进行了分析。主要结论如下: (1)有机/酸复合溶液浸泡后煤中孔隙空间逐渐增大，随着浸泡温度的升高煤孔隙率逐渐增大;水-煤润湿角随着有机/酸复合溶液浸泡温度的升高逐渐变小，润湿性逐渐增加;煤样体积发生膨胀，在膨胀过程中，分为四个阶段:膨胀应变速率增加阶段，膨胀应变速率稳定阶段，膨胀应变速率衰减阶段和膨胀稳定阶段;煤样的膨胀率随着浸泡温度的升高逐渐增加。 (2)煤样内部孔隙结构的变化以及所产生膨胀变形导致宏观力学特性改变。随着浸泡温度增加，内部孔隙裂隙逐渐发育，纵波波速逐渐降低，损伤逐渐增加导致煤的弹性模量、剪切模量、单轴抗压强度以及冲击能指数明显下降。 (3)碳酸盐矿物的溶解主要是因为矿物表面带正电荷，与阴离子表面活性剂发生强电荷吸附，且有机/酸复合溶液与碳酸盐矿物发生氧化还原反应;煤样微观孔隙结构的改变主要由于矿物质含量的改变引起的。 有机/酸复合溶液能够与煤中矿物质发生化学反应，破坏了晶体结构间的链接，改变煤样内部孔隙结构，煤样宏观力学特性发生较大改变。研究结果为化学方法在煤储层改造中提供实验依据。
煤;物理力学特性;有机-酸复合溶液;温度变化
辽宁工程技术大学
硕士
工程力学
王来贵;刘向峰
2017
中文
TQ531
71
2018-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）