煤岩层静态爆破释能增透机制探讨

发布时间：2021-09-11 18:42

　　针对高应力低透气煤层煤与瓦斯突出频发的问题,建立静态破岩致裂力学模型,数值模拟致裂过程,测试并分析影响致裂效果的致裂时效、膨胀压力、致裂孔布置工艺等相关参数,研究静态爆破释能防突及致裂增透机制。结果表明:配置膨胀剂、抑制剂、水分配比分别为100∶8∶30、100∶12∶30、100∶15∶30,起效时间分别为50、30、100 min的3种破碎剂;其中配比2膨胀效果最好,最大致裂压力为150.8 MPa。破碎剂膨胀稳态持续拉应力大于介质抗拉强度,实现静态爆破功能;控制孔起到裂隙扩展引导和尺寸放大作用。静态爆破降低煤体瓦斯及应力潜能积聚,增加煤体裂隙数量,达到静态爆破释能增透目的。 

【文章来源】：中国安全科学学报. 2020,30(05)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

静态破碎剂膨胀模型

图1 静态破碎剂膨胀模型o1为致裂孔1圆心;o2为致裂孔2圆心;r1、r2为孔o1、o2半径，m;l为2个圆心距离，m;x为圆心o1到单元体距离，m;t为膨胀反应时间，min;σr 1、σr 2为2个圆筒静态膨胀产生的水平应力，MPa;q1(t)、q2(t)为孔o1、o2随时间膨胀应力，MPa;σθ为单元弹性体垂直应力，MPa;σθ1、σθ2为2个圆筒静态膨胀产生的垂直应力，MPa。

断裂力学中应力强度因子可解释裂纹尖端应力场的奇异性[13-14]，对于单孔形式断裂，其模型如图3a所示。图3中α为裂纹长度，m。由断裂力学得出单孔断裂模型应力强度因子:

【参考文献】：
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本文编号：3393518