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题名静荷载下CO_(2)气爆对型煤裂纹扩展影响分析
被引量：1
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作者
潘红宇
秦斌峰
张天军
张磊
纪翔
王康
包若羽
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学能源学院
应急管理部信息研究院
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出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2022年第2期251-259,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(51874234)。
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文摘
CO_(2)气爆致裂是提高深部高瓦斯煤层透气性的重要手段,致裂效果在很大程度上受地应力和气爆压力的影响。为研究地应力和气爆应力下型煤裂纹扩展特征,自主搭建CO_(2)气爆试验平台,结合非接触式全场应变检测系统和超声设备,开展不同静载压力与气爆压力的正交试验,获取试样表面破坏图像序列和超声波形,分析不同实验条件下试样的裂纹形态、全场应变、孔周裂纹张开位移及超声波衰减系数。结果表明:相同静载压力条件下,裂纹条数及其与水平方向夹角均随气爆压力增大而增大;气爆压力相同时,轴向静载压力增加也会使裂纹宽度、数量、长度有所增加,且裂纹更易沿着静载增加的方向扩展;静载压力和气爆压力两者共同对裂纹扩展起作用。气爆压力与静载压力呈梯度增加时,孔周裂纹张开位移从0.2 mm扩大到2.02 mm,数值提高近10倍。气爆后超声波首波波幅呈现降低的趋势,超声衰减系数随着气爆压力增加而增大,反映出试样内部裂纹随着荷载压力的增加扩展更加充分。
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关键词
气爆
静载压力
裂纹扩展
数字散斑
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Keywords
gas explosion
static load stress
crack propagation
digital speckle
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分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
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题名CO_(2)气爆含控制孔煤层裂隙演化颗粒流模拟
被引量：3
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作者
潘红宇
王康
张天军
秦斌峰
张志祥
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
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出处
《西安科技大学学报》
CAS
北大核心
2021年第2期230-236,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51874234)。
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文摘
CO_(2)深孔预裂爆破是实现低透煤层瓦斯抽采的重要煤层增透技术手段。为更加准确地分析CO_(2)气爆作用下煤层裂隙演化规律,解决CO_(2)爆破过程存在非连续、大变形的问题,基于颗粒流方法(PFC)建立细观数值模型。通过将CO_(2)气爆应力波等效为半球面谐振波,分析CO_(2)气爆作用下煤层颗粒速度场;以颗粒膨胀加载法和动边界条件处理法,应用PFC2D构建二维数值模拟模型,分析CO_(2)气爆含控制孔煤层裂隙演化规律。结果表明:CO_(2)爆破应力波入射过程中,钻孔边界发生明显的动力效应,自孔周呈现推进式破坏区;煤层埋深增加,起裂压力增大,主裂纹形成后裂隙扩展范围增大;设置控制孔能有效加速裂隙发育,裂隙扩展深度和影响范围均有显著增加。该模拟可以解释爆破应力波的传播规律和描述煤岩体的动力破坏过程。
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关键词
CO_(2)预裂爆破
控制孔
裂隙演化
颗粒流
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Keywords
CO_(2)pre-split blasting
control hole
fracture evolution
particle flow
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分类号
X932
[环境科学与工程—安全科学]
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