高压气体射流破煤应力波效应分析

摘要：

针对松软低透煤层中水力化增透措施存在的塌孔、抑制瓦斯解析及运移等缺点,提出采用高压气体射流破煤卸压增透的技术方法.根据热力学相关理论,计算分析了气体射流破煤应力波产生的临界当地声速及压力;并进行了高压气体射流破煤实验,高压气体射流冲击煤体时,以准静态载荷和动态载荷作用于煤体,在煤体表面形成冲蚀坑,并以应力波加载的方式在煤体内形成贯穿裂纹导致煤体破裂.通过建立应力波在煤体内传播的弥散方程,分析了孔隙率和渗透率对应力波在煤体内传播的影响.结果表明孔隙率对波速有明显的影响,应力波的衰减随孔隙率增大呈增大趋势,且在高频时应力波衰减变化更为明显;低频时渗透率对波速的影响不大,高频时,在渗透率较低时波速随着渗透率的增大逐渐增大,且波速衰减呈现先增大后减小的趋势;当渗透率大于10—1时,波速不受渗透率的影响,同时应力波也未出现衰减.

关键词：水射流、气体射流破煤、卸压增透、瓦斯抽采、应力波

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分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51404100,51574112;河南理工大学高校基本科研业务费专项资助项目自然科学类NSFRF140102

在线出版日期：2016-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1694-1700