基于灰度共生矩阵和工业CT扫描的受载含瓦斯煤裂隙动态演化特征

• Published in: 工程科学学报 Vol. 45; no. 1; pp. 31 - 43
• Main Authors: 王登科, 吴岩, 魏建平, 赵小龙, 张宏图, 朱传奇, 袁安营
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,焦作454000%河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,焦作454000 2023; 河南理工大学安全科学与工程学院,焦作454000; 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,焦作454000%中国石化胜利油田分公司，东营257000%安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,淮南232001; 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,淮南232001; 河南理工大学安全科学与工程学院,焦作454000%河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,焦作454000; 河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,焦作454000
• Subjects: 受载含瓦斯煤; 工业CT扫描; 裂隙动态演化; 三维裂隙重建; 灰度共生矩阵
• ISSN: 2095-9389
• DOI: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.06.17.008

TD76; 为研究受载含瓦斯煤在三轴压缩作用下的裂隙演化规律,利用受载含瓦斯煤显微工业CT扫描系统,开展了三轴加载条件下受载含瓦斯煤的工业CT扫描测试,获取了受载含瓦斯煤的应力-应变曲线和各变形阶段的CT扫描图形.运用图像分析软件对CT扫描数据进行了三维数字重建,实现了煤样内部裂隙的三维可视化和定量表征,并基于灰度共生矩阵(GLCM)理论分析了受载含瓦斯煤的裂隙动态扩展特征及规律.研究结果表明:瓦斯压力的存在一定程度上弱化了受载含瓦斯煤的力学性质,同时也加速了裂隙的扩展;受载含瓦斯煤二维裂隙先闭合后扩展,峰后快速扩展并形成连通二维裂隙网络;三维裂隙体积和裂隙密度呈现出先减小后增大的变化趋势,总体上可划分为裂隙压密闭合、新裂隙萌生扩展和主裂隙加速扩展贯通3个变化阶段;灰度共生矩阵分析中,对比度先减小后增大,能量和同质性先增大后减小,相关性呈现出单调递减趋势,准确描述了受载含瓦斯煤内部裂隙随应力增加不断变化的总体发展规律.