[发明专利]一种基于电镜扫描的孔隙各向异性估算方法

权利要求书

1.一种基于电镜扫描的孔隙各向异性估算方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤S101：选取所需估算孔隙各向异性区域的大小为50×50×50cm(±5cm)的煤样1块，严格参照国际岩石力学学会(ISRM)试验规程，将所选煤样加工成7个直径50mm、长径比1:1、层理角度0°的巴西圆盘试件。

步骤S102：找出各个圆盘的圆心，标记出各个圆盘的过圆心的层理参考线，将层理参考线绕圆心分别旋转0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°得到新的直径，按照旋转后得到的直径在圆盘侧面画两条母线，母线与圆周交点确定为加载位置。

步骤S103：对S102步骤所得圆盘试件进行巴西圆盘劈裂实验，实验完成后收集煤样抗拉破坏碎屑片，每个试件获得碎屑片不少于5块。

步骤S104：对S103步骤所得的煤样抗拉破坏碎屑片参照《JY/T 010-1996分析型扫描电子显微镜方法通则》进行超声波及干燥处理，使用扫描电镜进行扫描，每块碎屑片获得断面照片不少于16块。

步骤S105：采用MATLAB分析S104步骤所得的每个抗拉破坏碎屑片的每张断面照片中孔隙的几何参数，包括孔隙数目、孔隙面积、孔隙等效直径、孔隙偏心率。

步骤S106：根据S105步骤所得的数据获得孔隙的各向异性曲线，包括孔隙数目的各向异性曲线、孔隙面积的各向异性曲线、孔隙等效直径比的各向异性曲线、孔隙偏心率比的各向异性曲线，四条曲线即是该种煤样的孔隙各向异性曲线。

2.根据权利要求1所述的步骤S101，其特征在于包含以下方法：

S101步骤中所述选定所需估算孔隙各向异性区域的典型煤样方法具体为：选取需估算孔隙各向异性煤层的区域作为煤样采集点，通过弱爆破方法炸落一定量煤体，然后人工挑选尺寸为50×50×50cm(±5cm)的煤样1块。

S101步骤中所述层理角度为0°是使得圆盘端面垂直于层理面，其具体加工方法为：将挑选好的煤样放在工作台上，用地质罗盘测量其层理倾角和倾向ψ₁，将煤样先旋转再旋转-ψ₁(±5°)，采用锯石机对煤样此时的下表面进行切割，采用磨石机对切割的下表面进行磨平，再次使用地质罗盘测量其层理倾角与倾向ψ₂，再将煤样先旋转再旋转-ψ₂(±2°)，再次采用磨石机、锯石机对煤样下表面进行切割、磨平，重复该步骤，直至地质罗盘测得的煤样层理角度与ψ为0°(±1°)。