摘要:
构造煤结构复杂且不同类型构造煤显现出不同特征,为研究构造煤复电阻率特征,采取同一矿区不同类型构造煤(碎裂煤、碎粒煤、碎粉煤、碎斑煤、鳞片煤、糜棱煤)以及原生结构煤,在不破坏其结构的情况下,常温常压状态下使用IM3533-01型LCR阻抗测量仪设备测量0.1~105 Hz内煤样的复电阻率,在频率域内基于Cole-Ccole模型将反演参数与构造煤结构建立联系,主要研究单个样品各向异性对比与不同类型样品之间特征对比。研究表明:无论原生结构煤还是构造煤都发生由激发极化引起的强烈频散现象以及由结构引起的复电阻率差异;并且在复电阻率各向异性对比中发现原生结构煤、碎裂煤具有各向异性,其余各向异性不明显,但也有构造煤样品存在单方向优势裂隙从而导致各向异性特征显现。在不同类型样品间对照试验发现,原生结构煤和构造煤各类型在复电阻率虚部与实部以及零频电阻Z(0)、时间常数τ值表现出明显差异,原生结构煤Z(0)几乎为构造煤平均值的1 400倍,原生结构煤τ几乎为构造煤平均值的320倍;在构造煤序列中Z(0)与τ表现为(糜棱煤>碎斑煤>碎裂煤>碎粒煤>碎粉煤>鳞片煤),其中鳞片煤电阻率极低;分析得出是由于层理性、致密程度、裂隙、煤结构演化、粒度大小等因素共同作用的结果,影响因素的权重在特定情况下不同,并提出煤结构复电阻率导电性以及频散模型解释这一现象的机理。从而为煤层气勘探和瓦斯突出预测与评价这类学科领域亟待解决的关键科学问题及技术提供借鉴。