液態(tài)二氧化碳相變致裂增透機理研究.pdf

1、液態(tài)二氧化碳相變致裂增透技術作為一種新型的強化抽采瓦斯技術，在其致裂機理、合理布孔參數(shù)等方面研究不足。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗的手段，在現(xiàn)場試驗液態(tài)二氧化碳相變致裂的基礎上，分析了液態(tài)二氧化碳相變致裂增透的效果；通過選擇合理計算方法，計算得出了液態(tài)二氧化碳相變致裂的當量，通過致裂試驗驗證與數(shù)值模擬結果的一致性，采用數(shù)值模擬的方法研究了煤層瓦斯壓力對致裂效果的影響，分析了致裂產生的高能二氧化碳氣體和瓦斯氣體作用下的裂紋擴展及破

2、壞準則，總結了液態(tài)二氧化碳相變致裂增透的機理。
　　首先，在總結國內外研究成果的基礎上，介紹了液態(tài)二氧化碳相變致裂新技術，通過在河南焦煤能源有限公司九里山礦的現(xiàn)場試驗，分析了該致裂增透技術的效果和在煤礦應用范圍，對比了液態(tài)二氧化碳相變致裂技術與高壓水射流擴孔技術的增透效果，得出了經液態(tài)二氧化碳相變致裂的鉆孔瓦斯抽采量與高壓水射流擴孔的鉆孔瓦斯抽采量相比提高1.44~5.2倍，證明了液態(tài)二氧化碳相變致裂技術強化預抽煤層瓦斯的優(yōu)越性，

3、具有很高的經濟價值。
　　其次，利用有限元分析軟件ANSYS_LS-DYNA3D對致裂當量和在煤體中致裂時的應力場進行數(shù)值模擬。以斷裂力學理論為基礎，建立了含瓦斯壓力條件下煤的體致裂作用計算模型；分析了致裂時煤體中應力場的分布規(guī)律，通過分析致裂產生的高能二氧化碳氣體和瓦斯氣體作用下煤體內的應力場及裂紋擴展情況，提出了液態(tài)二氧化碳相變致裂增透的機理。
　　最后，在巖石爆破理論的基礎上，分析了致裂產生的高能二氧化碳氣體和瓦斯氣體