为探究超临界CO2在强化开采煤层气(ScCO2ECBM)过程中烟煤断裂力学的响应特征,对3种层理方向的烟煤试样开展超临界CO2(ScCO2)不同吸附时长条件下的三点弯曲实验、低温氮气吸附实验,研究ScCO2作用下烟煤I型断裂韧度及其孔隙结构的变化规律.研究结果表明,烟煤的I型断裂韧度随ScCO2吸附时长的增加持续劣化,当吸附时间延长至30d时烟煤I型断裂韧度达到最低,且烟煤的断裂韧度大小为载荷正交层理型>载荷垂直层理型>载荷平行层理型.同时,随着吸附时间的增加,烟煤的比表面积和总孔体积的变化与断裂韧度基本一致,而平均孔径则呈相反趋势.这些微观结构的变化与其断裂韧性密切相关,从而造成烟煤的抗断裂能力弱化,研究结果可为预测ScCO2ECBM过程中煤储层物性变化及评价CO2封存的稳定性提供理论指导.

山西省基础研究计划(自由探索类)青年项目基金资助项目(202303021212245)

孙泽东,任泫琦.超临界CO2对烟煤Ⅰ型断裂韧性影响实验研究[J].中国煤炭,2024,50(9):99-110.