申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2024-03-29

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118258848A

主分类号：G01N25/20

分类号：G01N25/20;G01N23/046;G06F30/28;G06F30/20;G06F119/14

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：本发明公开了一种煤岩基质的导热系数反演测定方法，先对煤岩试样进行CT扫描后，采用特定软件提取其煤骨架结构及裂隙结构进行三维重构，构建CT网格模型并导入到COMSOL软件中进行模拟；对煤岩试样导热瞬态模拟实验；接着构建黄金分割搜索计算模型，并基于COMSOL软件的固体和流体传热模块建立共轭传热模型；共轭传热模型的模拟边界条件设置与实验条件一致，后续将实验数据及共轭传热模型相结合，采用特定算法对黄金分割搜索计算模型重新赋值，达到特定条件后，最终计算出试样基质的导热系数kture；本发明能获得煤岩体中固体基质本身的导热系数，从而将该导热系数应用在数字岩心建模，对后续研发废弃矿井地热开采技术提供数据支撑。

主权项：1.一种煤岩基质的导热系数反演测定方法，其特征在于，具体步骤为：步骤一、先在废弃矿井内采集煤岩体，并将煤岩体加工成煤岩试样；步骤二、对步骤一制成的煤岩试样进行CT扫描，使用AVIZO重构软件对CT切片图像综合运用交互式阈值分割及交互式top-hat方法，提取其煤骨架结构及裂隙结构进行三维重构，输出为面网格文件；将面网格文件导入至网格修复软件进行几何修复，去除自相交及部分小特征后，构建CT网格模型；步骤三、将步骤一制成的煤岩试样放置到夹持器上，并使煤岩试样其中一端面与恒温热源紧密贴合形成热源面，与热源面相对的端面设有温度监测点形成监测面，用于采集监测面上的温度数据，并将煤岩试样其余表面均包裹绝热材料；接着启动恒温热源，同时温度监测点每间隔1min收集一次监测面的温度数据并反馈给计算机进行存储；步骤四、利用步骤二构建的CT网格模型将煤岩试样内部的裂隙和基质导入到COMSOL软件中进行模拟，通过计算机构建黄金分割搜索计算模型，并基于COMSOL软件的固体和流体传热模块建立共轭传热模型；共轭传热模型的模拟边界条件设置与步骤三的实验条件一致，接着利用COMSOL软件的求解器分别计算煤岩材料的基质导热系数为值k1和k2情况下的瞬态三维温度场结果，并提取与实验温度监测点相同位置、相同时刻的温度Tk,tn，其中tn为实验记录时间，n为实验时步；步骤五、根据步骤四建立的黄金分割搜索计算模型和共轭传热模型获得多组不同温度数据，并对多组温度数据进行最优解反演，具体为：将多组温度数据Tk,tn和实验测得的Ttn带入目标函数S计算模型，分别计算每组温度数据中k1和k2对应的目标函数计算模型的值Snkn1和Snkn2；步骤六、对步骤五获得的各组Snkn1和Snkn2进行判断，并根据判断条件对黄金分割搜索计算模型中的klow和khigh重新赋值；步骤七、重复计算步骤五和六，直至所有|Snk1-Snk2|＜1×10-6时，停止计算，此时根据下式计算得出kture为试样基质的导热系数；

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国矿业大学 一种煤岩基质的导热系数反演测定方法

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