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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
原生裂缝长度对电脉冲致裂煤岩体的影响规律
  • 191
  • 作者

    姚强强 赵金昌 牛少卿 刘正和

  • 单位

    太原理工大学矿业工程学院太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室

  • 摘要
    水中高压脉冲放电作为一种新型的致裂增产手段,以其绿色安全及高效可控的特性在煤层气致裂增产方面中得到了广泛应用。由于煤岩体中存在丰富的原生裂缝,水中高压脉冲放电产生的水激波在原生裂缝处产生透射与反射,同时反射波和下一道水激波会叠加形成干涉,从而产生更多裂纹。为研究水中高压脉冲放电在不同原生裂缝长度下对岩体的致裂效果,通过实验室三轴压力下岩石大尺寸试件的放电致裂试验和数值模拟,统计了不同原生裂缝长度下放电致裂产生的裂纹长度、力链断裂数目、定点测量的裂纹宽度和震动速度等参数,研究了原生裂缝长度对岩石致裂裂纹的起裂、扩展的影响规律。研究结果表明:脉冲放电次数对煤岩体裂纹的起裂和扩展有明显促进作用,裂纹宽度增长率随着设置裂缝长度的增加而增加;原生裂缝的存在提高了电脉冲致裂时产生裂纹的总长度和总数量;原生裂缝的存在改变了煤岩体中应力分布情况,随着原生裂缝长度的增加迎波侧区域压应力降低,在相同冲击载荷作用下更容易产生裂纹;相同放电次数下,随着原生裂缝长度的增大,力链断裂数目增加,在迎波侧区域所测定点的震动速度峰值增大,达到最大震动速度时所需时程步数减少。研究结果为高瓦斯煤层放电动态致裂技术提供了理论依据。
  • 关键词

    高压电脉冲水激波预制裂缝裂纹扩展数值模拟

  • 文章目录

    1脉冲致裂试验研究
    1.1试验原理
    1.2 试验设备及流程
    1.3试验结果与分析
    2数值模拟建立分析
    2.1 模型参数的确定
    2.2 对比室内试验数值模拟分析
    2.3 不同预制裂缝下应力分布研究
    2.4断裂力链及震动速度分析
    3结果和讨论
  • 引用格式
    姚强强,赵金昌,牛少卿,等.原生裂缝长度对电脉冲致裂煤岩体的影响规律[J/OL].太原理工大学学报,1-10[2024-08-20].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1220.n.20240819.1804.002.html.
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