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影響孔隙率的因素有哪些
閱讀：5718發(fā)布時間：2022-5-11
孔隙率指散粒狀材料表觀體積中材料內(nèi)部的孔隙占總體積的比例。孔隙率包括真孔隙率、閉空隙率和先空隙率。孔隙率與多孔介質(zhì)固體顆粒的形狀、結(jié)構(gòu)和排列有關(guān)；是影響多孔介質(zhì)內(nèi)流體傳輸性能的重要參數(shù)。
孔隙率分為有效孔隙率和總孔隙率兩種，所謂孔隙率通常是指有效孔隙率。多孔介質(zhì)內(nèi)相互連通的空隙總體積與該多孔介質(zhì)的外表體積的比值稱為有效孔隙率；多孔介質(zhì)內(nèi)相通和不相通的所有空隙總體積與該多孔介質(zhì)的外表體積的比值稱為絕對孔隙率或總孔隙率。
孔隙率與多孔介質(zhì)固體顆粒的形狀、結(jié)構(gòu)和排列有關(guān)。在常見的非生物多孔介質(zhì)中，鞍形填料和玻璃纖維的孔隙率最大達(dá)到83%~93%；煤、混凝土、石灰石和白云石等的孔隙率最小可低至2%~4%，地下砂巖的孔隙率大多為12%~34%，土壤的孔隙率為43%~54%，磚的孔隙率為12%~34%，皮革的孔隙率為56%~59%，均屬中等數(shù)值；動物的腎、肺、肝等臟器的血管系統(tǒng)的孔隙率亦為中等數(shù)值。
孔隙率是影響多孔介質(zhì)內(nèi)流體傳輸性能的重要參數(shù)。
煤的孔隙特性與煤化程度、地質(zhì)破壞程度和地應(yīng)力性質(zhì)及其大小等因素密切相關(guān)。由于這些因素的不同，各礦煤層的孔隙率可在較大的范圍內(nèi)變化。
①孔隙率與煤化程度的關(guān)系：從長焰煤開始，隨著煤化程度的加深(揮發(fā)分減小)煤的總孔隙體積逐漸減少，到焦、瘦煤時達(dá)到至低值，而后隨煤化程度的加深，總孔隙體積又逐漸增加，至無煙煤時達(dá)到最大值。然而，煤中的微孔體積隨著煤化程度的增加是一直增長的。
②孔隙率與煤的破壞程度的關(guān)系：大孔決定于強烈地質(zhì)構(gòu)造破壞煤的破壞面，因此煤的破壞越嚴(yán)重，其滲透容積越高，即孔隙率越大。
③孔隙率與地應(yīng)力的關(guān)系：壓性的地應(yīng)力(壓應(yīng)力)可使?jié)B透容積縮小，壓應(yīng)力越高，滲透容積縮小越多，即孔隙率減小越多；張性地應(yīng)力(壓應(yīng)力)可使裂隙張開，使?jié)B透容積增大，張應(yīng)力越高，滲透容積增長越多，即孔隙率增加越多。卸壓(地應(yīng)力減小)作用可使煤巖的滲透容積增大，即孔隙率增高；增壓(地應(yīng)力增高)作用可使煤巖受到壓縮，滲透容積減小即孔隙率降低。試驗表明地應(yīng)力并不減少煤的吸附體積，或減少得不多(因大孔及可見孔的表面積減少)，因此地應(yīng)力對煤的吸附性影響很小。
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