Задача:
Целью работы являлось установление и визуализация изменений внутренней структуры образцов угля марки «ГЖ/Ж» и «ОС» в результате ПИВ методом КТ.
Ключевые особенности:
- Была проведена серия КТ-сканирований образцов угля до и после применения ПИВ.
- Было исследовано 9 образцов разных марок угля различных размеров.
- Исследование позволило провести всестороннее сравнение КТ-сканирований до и после проведения ПИВ.
Значение:
- КТ - это неразрушающий метод анализа образцов угля и обнаружения любых изменений, которые могли произойти в матрице породы в результате проведения ПИВ. Исследование дает комплексную картину образования микротрещин, которые были созданы в результате применения ПИВ.
- Обнаружение этих микротрещин будет дополнительно играть роль в определении степени увеличения вторичной проницаемости, которая является основной целью ПИВ.
Методика:
- Ключевые компоненты любого КТ-сканера включают в себя источник рентгеновских лучей, предмет исследования (образцы угля), детектор рентгеновских лучей, который регистрирует уровень излучения, поглощаемого объектом.
- Когда рентгеновские лучи проходят через образец, интенсивность измеряется путем формирования двумерного изображения. Это изображение называется теневой проекцией. (См. Рисунок 1).
- Множественные теневые проекции записываются под разными углами от образца (см. Рисунок 2).
- Основным принципом является размещение образца в поле зрения детектора с последующим многократным повторением вращения образца вокруг его оси. Таким образом, записывается несколько изображений, каждое из которых представляет собой уникальный угол зрения на образец.
- Соответственно, в отличие от классической рентгеновской радиографии, помимо рентгеновской проекции образца, фиксируется информация о пространственном положении изучаемого объекта, источника и детектора.
Рис.1: Схематическая установка взаимных положений системы и образца при съемке
Рис.2: Схема получения набора теневых проекций
Результаты:
Рис.3: Марка угля: «ГЖ/Ж»
Мощность пластов: 2 м и 1,5 м
Плотность угля: 1,2 т/м3
Рис.4: Марка угля: «ОС»
Мощность пласта: 8,5 м
Плотность угля: 1,34 – 1,43 т/м3
Выводы:
- ПИВ очевидно оказывает воздействие на внутреннюю структуру углей.
- Принципиальным изменением внутренней структуры является образование трещин, которое наблюдалось в обоих возможных сценариях, т. е. при создании новых трещин и раскрытии ранее существовавших трещин.
- Было также отмечено, что трещины были сформированы в соответствии с существовавшим ранее порядком, следуя блочной структуре породы и соединяющей системе естественных трещин.
- Образование микротрещин дополнительно означает увеличение проницаемости угольного пласта.