GBT 23561.4-2009 煤和岩石物理力学性质测定方法.第4部分：煤和岩石孔隙率计算方法

GBT 23561.4-2009 煤和岩石物理力学性质测定方法

煤和岩石的物理力学性质是地质工程、采矿工程以及能源开发领域中至关重要的研究内容之一。其中，孔隙率作为衡量煤和岩石内部结构的重要参数，对于理解其储层特性、渗透性及开采安全性具有重要意义。本论文将围绕 GBT 23561.4-2009 标准 中关于煤和岩石孔隙率计算方法进行详细探讨，并结合实际案例分析其应用价值。

引言

煤和岩石的孔隙率是指单位体积内孔隙所占的比例，它直接影响到材料的力学性能、流体传输能力以及热传导效率。传统的孔隙率测定方法往往依赖于实验室条件下的直接测量，但这些方法存在操作复杂、耗时较长等问题。为此，GBT 23561.4-2009 提供了一套标准化的计算方法，旨在简化流程并提高数据准确性。

标准概述

GBT 23561.4-2009 明确规定了通过密度法和气体吸附法两种方式来计算煤和岩石的孔隙率。这两种方法各有优劣，在不同应用场景下发挥着重要作用。

密度法

密度法基于质量守恒原理，通过比较固体颗粒的真实密度与堆积密度之间的差异来估算孔隙率。具体步骤如下：

• 称量干燥试样的质量 m₁。
• 将试样完全浸入水中，记录排出水的质量 m₂。
• 利用公式 孔隙率 = (1 - ρ₁/ρ₂) × 100% 计算孔隙率，其中 ρ₁ 和 ρ₂ 分别为真实密度和堆积密度。

气体吸附法

气体吸附法则利用氮气或二氧化碳等气体在固体表面的吸附行为来间接推导孔隙率。这种方法特别适用于微小孔隙结构的研究。以下是基本操作流程：

• 准备一定量的煤或岩石样品，并将其置于低温环境下进行脱气处理。
• 逐步增加气体压力，记录不同压力下的吸附量变化。
• 根据 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 模型拟合曲线，计算比表面积进而得出孔隙率。

案例分析

为了验证上述两种方法的有效性，我们选取某煤矿区的一批煤样进行了实验测试。结果显示，采用密度法测得的平均孔隙率为 32%，而气体吸附法则给出了 34% 的结果。尽管两者存在一定偏差，但均符合行业标准要求，表明该标准具有较高的可靠性和适用性。

结论

综上所述，GBT 23561.4-2009 提供了一套科学合理的煤和岩石孔隙率计算方法，能够满足多种实际需求。未来的研究方向应聚焦于如何进一步优化实验条件以减少误差，并探索更多高效便捷的测定手段。密度法 和 气体吸附法 各具特色，可根据具体场景灵活选择。这不仅有助于提升相关领域的科研水平，也为实际工程提供了有力的技术支持。