[发明专利]一种基于电镜扫描的孔隙各向异性估算方法

摘要

孔隙各向异性是研究煤力学性质和煤矿地质内容的重要内容。如何准确且快速地测定煤样的孔隙各向异性，就成为一个亟需解决的问题。而当前对煤体孔隙各向异性的测试方法领域基本空白。因此提出并设计了一种基于电镜扫描的孔隙各向异性估算方法。本专利通过巴西圆盘劈裂实验获得实验所需碎屑片，进而进行电镜扫描、MATLAB处理分析，最终得到相关数据。本专利是一个整体且系统的创新性方法，在相关领域中处于领先地位，对煤岩体动力学性质的研究具有重要意义，在未来工程中的应用具有广阔的前景和重要意义。

主权项

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。