WikiEdge:ArXiv速递/2025-03-09

摘要

• 原文标题：Coal Strength with Dewatering and Coal Seam Gas Depletion
• 中文标题：脱水与煤层气耗竭对煤强度的影响
• 发布日期：2025-03-09 11:23:40+00:00
• 作者：Jimmy Xuekai Li, Thomas Flottmann, Max Millen, Shuai Chen, Yixiao Huang, Zhongwei Chen
• 分类：physics.geo-ph
• 原文链接：http://arxiv.org/abs/2503.06561v1

中文摘要：理解煤的机械特性对脱水和气体耗竭的响应对于估计钻孔稳定性和设计煤层气（CSG）井至关重要。尽管其重要性，这些过程对煤强度的全面影响仍然很少被探索。本研究旨在通过结合微CT成像、声波测试和煤样机械测试的结果来量化这些影响。微CT成像通过关注裂缝孔隙度和裂缝强度（P32因子）等参数，提供了对煤内部结构的深入见解。声波测试在干燥和湿润条件下测量动态特性，包括P波、S波速度（Vp和Vs）以及动态杨氏模量（Ed）。带有声发射（AE）监测的机械测试评估静态特性，如杨氏模量（Es）和单轴抗压强度（UCS）。主要发现包括：（i）微CT成像显示煤裂缝孔隙度与P32之间存在强相关性，提供了对煤微观结构的详细见解；（ii）机械测试显示干燥样品的Es比湿润样品高10%，UCS高31%，表明脱水增加了煤的强度，但也可能促进脆化；（iii）声波测试中湿润样品显示出更高的Vp和Ed，表明水饱和度显著影响声波测量。这些发现提高了对脱水和气体耗竭效应的理解，为煤层气（CSG）操作中更先进的地质力学模型奠定了基础。