液態(tài)二氧化碳相變爆破是一種運用物理爆破來對低透氣性煤層進行增透的方法,具備安全環(huán)保、操作簡單、適用范圍廣的特點。通過對井下進行相變爆破,煤體透氣性大幅度提高,瓦斯得到釋放,工作面突出可能性降低。同時,二氧化碳對瓦斯的驅(qū)替作用,可以有效提高瓦斯抽采水平。本文采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗等方法,對液態(tài)二氧化碳爆破能量、爆破裂紋擴展機理、爆破裂紋擴展規(guī)律以及煤層深孔相變爆破增透效果等進行了系統(tǒng)的研究,主要取得以下研究成果:(1)結(jié)合二氧化碳的相態(tài)特性,分析了相變爆破過程的能量變化,利用R-K-S氣體狀態(tài)方程計算了高壓氣體的膨脹功與相變爆破設(shè)備的爆炸能量。(2)結(jié)合爆破理論與斷裂力學,分析了液態(tài)二氧化碳相變爆破裂紋擴展機理,計算了高壓二氧化碳沖擊形成的應力波造成的粉碎區(qū)、裂隙區(qū)范圍,根據(jù)宏觀裂紋的有效應力強度因子,研究了高壓二氧化碳作用下裂紋動態(tài)擴展機理。在準靜態(tài)應力場分析的基礎(chǔ)上,研究了高壓氣體作用下中遠區(qū)裂紋二次擴展的形成條件。(3)基于SPH計算方法,建立了煤體氣爆損傷模型,模擬了單孔液態(tài)二氧化碳相變爆破的爆破過程,研究了煤體氣爆破壞機理,確定了相變爆破的爆破半徑,得到了爆破過程鉆孔...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1液態(tài)二氧化碳相變爆破主體設(shè)備Figure2-1Liquidcarbondioxidephasetransitionblastingmainequipment

2液態(tài)二氧化碳相變爆破機理分析態(tài)二氧化碳相變爆破機理分析eMechanismAnalysisofLiquidCarbonDeTransitionBlasting態(tài)二氧化碳相變爆破技術(shù)（LiquidCarbonDioxideitionBlastingTec....

圖2-3二氧化碳三相圖

2液態(tài)二氧化碳相變爆破機理分析表2-1CO2相關(guān)物理參數(shù)表Table2-1TherelatedparametersofCO2量值物理量值子質(zhì)量44臨界壓力7.383M指數(shù)1.295偏心因子0.225體常數(shù)8.314J/(mol·K)相對密度....

圖3-5液態(tài)二氧化碳爆破有效應力圖

（c）t=3.1ms（d）t=4.65ms圖3-5液態(tài)二氧化碳爆破有效應力圖Figure3-5Effectivestressofliquidcarbondioxideblasting煤體經(jīng)液態(tài)二氧化碳爆破后裂紋分布的模擬結(jié)果如圖3-6所示。從結(jié)果中可以看....

圖3-6爆破裂紋最終分布形態(tài)

（c）t=3.1ms（d）t=4.65ms圖3-5液態(tài)二氧化碳爆破有效應力圖Figure3-5Effectivestressofliquidcarbondioxideblasting煤體經(jīng)液態(tài)二氧化碳爆破后裂紋分布的模擬結(jié)果如圖3-6所示。從結(jié)果中以看出....

本文編號：3957499