超临界CO2气爆煤体致裂规律模拟研究_中国煤炭行业知识服务平台

超临界CO₂气爆煤体致裂规律模拟研究

作者

孙可明辛利伟王婷婷王金彧
单位

辽宁工程技术大学力学与工程学院
摘要

为研究超临界二氧化碳气爆应力波和爆生气体致裂煤体的规律,通过实验确定了不同温压条件下气爆喷嘴压力时程曲线,反演得到了爆生气体Jones-Wilkins-Lee(JWL)状态方程参数,建立了超临界二氧化碳气爆致裂煤体的冲击动力学模型,应用光滑粒子流体动力学方法对不同压力的超临界二氧化碳气爆煤体过程进行了模拟计算,揭示了粉碎区和裂隙区的破坏规律和形成机理,得到了气爆过程中爆破压力的分布.结果表明:煤体破坏形貌与实验结果一致;超临界二氧化碳气爆产生的冲击载荷超过爆孔周围煤体的动态抗压强度形成粉碎区,粉碎区外的介质在应力波作用下产生径向位移,形成环向拉应力,连同爆生气体的气楔作用使得环向拉应力超过煤体动态抗拉强度发生开裂形成裂隙区;裂隙扩展范围和密集程度与超临界二氧化碳气爆压力正相关.
关键词

超临界CO2气爆光滑粒子流体动力学应力波数值模拟
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51574137)；
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