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作者：王刚;陈昊;陈雪畅;杨宝东;
单位：山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;山东科技大学安全与环境工程学院;
摘要：煤层注水过程中会发生水沿着煤体原生孔裂隙滤失现象，影响注水现场施工效果.为进一步从微观层面探讨煤体裂隙变开度对其渗透特性的影响，结合CT三维重构技术构建6种不同开度的裂隙模型，分析裂隙体积、形状因子等结构参数以及煤体渗透率与裂隙开度的关系.基于Navier-Stokes方程开展变开度裂隙的渗流模拟研究.研究结果表明：形状因子随着裂隙开度变化逐渐减小，这表示随着开度增加，三维裂隙模型趋近于标准球体，空间形态更加简单，更有利于渗流的持续进行；沿渗流方向裂隙压力逐渐降低，水流速度逐渐增加，其中截面整体的速度分布密度保持不变，平均渗流速度随开度增加呈现增大趋势；渗透率与裂隙开度之间呈非线性关系，裂隙开度在60μm以下时，渗透率随裂隙开度增速缓慢，此时裂隙粗糙度对整体渗流的阻碍作用较强，裂隙开度在60μm以上时，渗透率随着裂隙开度的增加迅速提高，也会导致部分区域发生回流、涡流现象，最终裂隙空间将对渗流起主导作用.
关键词：CT三维重建;;裂隙开度;;形状因子;;渗透率
基金资助：国家自然科学基金项目（52174194,51974176）;; 山东省自然科学基金杰出青年基金项目（ZR2020JQ22）
