液态CO2相变致裂增透,致裂半径预测,多因素耦合分析,正交设计,多元回归分析"/>
  • 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤层液态CO2相变致裂半径预测研究
  • 92
  • 作者

    王长禄彭然郑义李伟姚海飞

  • 单位

    煤炭科学技术研究院有限公司矿山智能通风事业部 煤科通安(北京)智控科技有限公司北京市煤矿安全工程技术研究中心 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

  • 摘要
    预测致裂半径是确定液态CO2相变致裂增透瓦斯抽采技术布孔间距的前提,直接影响瓦斯抽采效果。现有预测方法大多基于单因素。为掌握多因素对液态CO2相变致裂半径的影响规律,有效预测布孔间距,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件,结合正交试验,开展了煤层液态CO2相变致裂半径预测研究。数值模拟结果表明:影响液态CO2相变致裂半径的因素主次顺序为地应力>瓦斯压力>煤体坚固性系数;致裂半径随地应力增大而减小,随瓦斯压力和煤体坚固性系数增大而增大,且呈线性关系。对数值模拟结果进行多元回归分析,建立了基于地应力、瓦斯压力及煤体坚固性系数3组不同因素耦合条件下的液态CO2相变致裂半径预测模型。在煤矿现场进行工业性试验,基于预测模型计算结果设置抽采钻孔,采用压力指标法对瓦斯抽采效果进行测试分析,结果表明:液态CO2相变致裂孔两侧观测孔的瓦斯压力随时间增加呈递减趋势,且抽采初期距致裂孔越远,则压力越大,与理论分析及数值模拟结果一致;液态CO2相变有效致裂范围与预测结果基本相符;致裂孔瓦斯体积分数较自然抽采孔提高73.4%,瓦斯抽采效率显著提高。
  • 关键词

    瓦斯抽采液态CO2相变致裂增透" data-show="keyboard">2相变致裂增透"name="keyword">液态CO2相变致裂增透致裂半径预测多因素耦合分析正交设计多元回归分析

  • 文章目录
    0 引言
    1理论分析
    2相变爆破裂纹扩展机理'>1.1液态CO2相变爆破裂纹扩展机理
    2相变爆破TNT当量计算'>1.2液态CO2相变爆破TNT当量计算
    2相变致裂数值模拟设计'>2 液态CO2相变致裂数值模拟设计
    2.1 数值模型建立
    2.2 模拟方案正交设计
    3 数值模拟结果与分析
    4 现场工业性试验
    4.1 现场布孔参数设计
    4.2试验结果分析
    5 结论
  • 引用格式
    王长禄,彭然,郑义等.煤层液态CO_(2)相变致裂半径预测研究[J/OL].工矿自动化:1-9[2023-10-24].DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2023040076.
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