炸藥爆破廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域中,爆破過程產(chǎn)生高溫火焰同時(shí)釋放出大量熱量,由于反應(yīng)不充分產(chǎn)生大量有害氣體,易造成環(huán)境污染。另外,在煤層開采過程中,含瓦斯煤礦遇明火爆炸造成的傷亡事故更是數(shù)不勝數(shù)。而CO₂相變致裂“冷”爆破技術(shù)不僅可以滅火杜絕此類事故,并且具有爆破成本低、施工操作簡便、可循環(huán)利用和無污染等一系列優(yōu)點(diǎn)。液態(tài)CO₂相變致裂作為一種非炸藥爆破技術(shù),也可應(yīng)用于鍋爐清堵和礦山開采,因而對于其相變致裂的機(jī)理、致裂設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究具有十分重要的意義。為提高液態(tài)CO₂相變致裂技術(shù)的威力,我們系統(tǒng)開展了多組不同厚度破裂片、不同CO₂裝填量和活化劑的試驗(yàn),定量測得致裂管內(nèi)瞬態(tài)壓強(qiáng)-時(shí)間變化曲線,通過安全性能分析得出破裂片的理論安全厚度和等效TNT當(dāng)量。在CO₂破巖方面,計(jì)算得到了相變致裂破巖半徑,開展了LS-DYNA數(shù)值模擬,與試驗(yàn)比較表明,數(shù)值模擬可較好地模擬二氧化碳相變致裂破巖過程。為進(jìn)一步研究不同裝填密度下CO₂相變過程所能達(dá)到的極限壓力（類似于密閉空間內(nèi)爆... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 二氧化碳相變致裂研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題研究內(nèi)容
第2章 液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)介紹
    2.1 二氧化碳致裂工作原理
    2.2 二氧化碳狀態(tài)分析
    2.3 致裂器結(jié)構(gòu)介紹
        2.3.1 致裂管裝置
        2.3.2 充裝裝置
    2.4 測試系統(tǒng)
        2.4.1 TST6260瞬態(tài)信號采集儀
        2.4.2 傳感器
            2.4.2.1 沖擊波壓力傳感器
            2.4.2.2 溫度傳感器
第3章 室外試驗(yàn)與數(shù)值模擬
    3.1 致裂安全性能分析
    3.2 相變致裂半徑
    3.3 液態(tài)二氧化碳相變致裂試驗(yàn)
    3.4 致裂管膛壓壓強(qiáng)響應(yīng)與分析
    3.5 TNT當(dāng)量計(jì)算
    3.6 破巖數(shù)值模擬
        3.6.1 LS-DYNA理論簡介
            3.6.1.1 基本控制方程
            3.6.1.2 空間有限元的離散化
            3.6.1.2 簡單積分單元與沙漏控制
            3.6.1.3 時(shí)間積分和時(shí)間步長控制
        3.6.2 模型選取
        3.6.3 建立模型及運(yùn)算結(jié)果
第4章 CO_2狀態(tài)方程研究
    4.1 常用狀態(tài)方程簡述
        4.1.1 JWL狀態(tài)方程
        4.1.2 BKW狀態(tài)方程
        4.1.3 WCA狀態(tài)方程
        4.1.4 VLW狀態(tài)方程
        4.1.5 VHL狀態(tài)方程
    4.2 二氧化碳熱力學(xué)狀態(tài)方程
        4.2.1 狀態(tài)方程推導(dǎo)
        4.2.2 參數(shù)擬合及計(jì)算分析
第5章 結(jié)論及展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]液態(tài)CO2相變致裂增透技術(shù)在低透氣性煤層的應(yīng)用[J]. 李國輝,畢建乙.  現(xiàn)代礦業(yè). 2017(08)
[2]圓筒試驗(yàn)JWL狀態(tài)方程參數(shù)的貝葉斯標(biāo)定[J]. 陳華,周海兵,劉國昭,孫占峰,張樹道.  爆炸與沖擊. 2017(04)
[3]超臨界CO2管道減壓過程中的熱力學(xué)特性[J]. 喻健良,朱海龍,郭曉璐,閆興清,曹琦,劉少榮.  化工學(xué)報(bào). 2017(09)
[4]超臨界CO2氣爆煤體致裂規(guī)律模擬研究[J]. 孫可明,辛利偉,王婷婷,王金彧.  中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[5]超臨界CO2致裂頁巖實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉國軍,鮮學(xué)福,周軍平,張良,劉啟力,趙源,張樹文.  煤炭學(xué)報(bào). 2017(03)
[6]工業(yè)規(guī)模CO2管道大孔泄漏過程中的射流膨脹及擴(kuò)散規(guī)律[J]. 喻健良,鄭陽光,閆興清,郭曉璐,曹琦,朱海龍,劉少榮.  化工學(xué)報(bào). 2017(06)
[7]CO2液-氣相變膨脹破巖機(jī)理及其安全效應(yīng)測試研究[J]. 李必紅,夏軍,陳丁丁.  采礦技術(shù). 2017(01)
[8]油田壓裂廢液對環(huán)境影響分析及處理技術(shù)[J]. 王海忠.  遼寧化工. 2016(12)
[9]淺析頁巖氣水力壓裂開發(fā)對環(huán)境的影響[J]. 朱凱.  中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2016(22)
[10]二氧化碳爆破采掘裝備及技術(shù)研究[J]. 杜澤生,范迎春,薛宇飛,陳朋磊,王潔.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2016(09)

博士論文
[1]炸藥爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程理論與應(yīng)用研究[D]. 韓勇.中國工程物理研究院 2015
[2]受限空間氣體爆炸傳播及其動力學(xué)過程研究[D]. 王志榮.南京工業(yè)大學(xué) 2005
[3]維里型和立方型地質(zhì)流體狀態(tài)方程的理論研究[D]. 胡家文.成都理工大學(xué) 2002

碩士論文
[1]二氧化碳充裝量與致裂效果的模擬分析[D]. 詹德帥.煤炭科學(xué)研究總院 2017
[2]低滲透煤層液態(tài)二氧化碳爆破預(yù)裂測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 郝鑫剛.中北大學(xué) 2016
[3]液態(tài)二氧化碳相變致裂影響半徑時(shí)效性研究[D]. 趙龍.河南理工大學(xué) 2016
[4]不同相態(tài)下CO2管道輸送方案研究[D]. 王文雙.華北電力大學(xué)(北京) 2016
[5]煤層中液態(tài)二氧化碳相變致裂半徑的研究[D]. 許夢飛.河南理工大學(xué) 2016
[6]基于不同爆破致裂方式的液態(tài)二氧化碳相變增透應(yīng)用研究[D]. 孫建中.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[7]高河煤礦氣相壓裂強(qiáng)化增透瓦斯快速抽采技術(shù)研究[D]. 張軍勝.河南理工大學(xué) 2014
[8]液態(tài)二氧化碳相變致裂增透機(jī)理研究[D]. 韓亞北.河南理工大學(xué) 2014
[9]二氧化碳的高壓結(jié)構(gòu)相變理論研究[D]. 李全一.遼寧大學(xué) 2013



本文編號：3174230