液態(tài)二氧化碳相變致裂影響半徑時效性研究.pdf

1、液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)是一種新型的煤層增透技術(shù)，該技術(shù)屬于物理上的高壓氣體爆破，具有爆破過程無火花、操作簡便、安全高效等優(yōu)點，能夠很好應(yīng)用于高瓦斯低透氣性煤層。本文結(jié)合平煤十三礦液態(tài)二氧化碳相變致裂強化預(yù)抽煤層瓦斯的現(xiàn)場試驗，考察了液態(tài)二氧化碳相變致裂影響半徑，研究了瓦斯抽采影響半徑的時效性。
　　首先，本文介紹了液態(tài)二氧化碳相變致裂技術(shù)的發(fā)展以及裝備構(gòu)成，分析了該技術(shù)致裂增透的過程，研究了液態(tài)二氧化碳相變致裂增透機理；根據(jù)爆破

2、動力學(xué)和氣體斷裂力學(xué)理論研究爆破氣體對巖石的拉伸破壞作用，分析致裂孔周邊致裂力學(xué)場變化。此外，本文計算了礦用儲液管裝1.32kg液態(tài)二氧化碳的相變致裂當(dāng)量為277gTNT。
　　其次，基于平煤十三礦現(xiàn)場試驗，考察了使用該技術(shù)下的穿層鉆孔瓦斯抽采效果，實測分析了液態(tài)二氧化碳相變致裂影響半徑范圍。根據(jù)現(xiàn)場實測鉆孔瓦斯抽采參數(shù)，利用致裂前后瓦斯抽采純量隨時間的變化情況，考察得到鉆孔的流量衰減系數(shù)從致裂前的0.0637d-1變?yōu)橹铝押蟮?

3、.0095 d-1，鉆孔瓦斯涌出衰減強度減小了85.09％；利用徑向流量法計算得到致裂后煤層透氣性系數(shù)變?yōu)?.577m2/(MPa2·d)，較致裂前提高60倍。
　　最后，依據(jù)達西定律、滲流方程、Langmuir吸附方程，建立液態(tài)二氧化碳相變致裂瓦斯抽采數(shù)學(xué)模型，結(jié)合數(shù)值模擬軟件Comsol Multiphysics模擬得到試驗巷道致裂后有效影響半徑大小以及距離致裂鉆孔不同距離的瓦斯壓力變化特征。通過對比現(xiàn)場試驗結(jié)果，確定平煤十三