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题名液氮浸融对不同预制温度煤体损伤特性试验研究
被引量：14
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作者
严敏
张一真
林海飞
李锦良
秦雷
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点试验室
西安科技大学非常规天然气安全开发研究所
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期2813-2823,共11页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(51874236,51674192)
国家自然科学基金资助项目(51604220)。
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文摘
为研究液氮对不同预制温度煤体浸融后的表面裂隙扩展规律和孔隙损伤特性,分别采用显微镜观测、超声波波速测试以及核磁共振测试技术对不同预制温度煤体液氮浸融前后其表面裂隙扩展规律、内部微裂隙发育规律、内部孔隙发育过程及孔径分布变化规律进行试验研究。试验结果表明,液氮浸融过程中随着预制温度的升高,煤体表面产生热应力随之增大,煤体特征裂隙面积增比也随之增大,且热应力增加与煤表面特征裂隙面积增比呈显著相关关系。煤体预制温度越高液氮浸融后煤体内部超声波波速下降越明显,且煤体孔隙度增比越大,微裂隙、孔隙发育越良好。液氮浸融过程中煤体孔裂隙发育存在两个阶段:第1阶段中,微小孔隙向中大孔隙的转化数量大于微小孔自身新生数量,表现为液氮浸融后煤体微小孔数量减少,中大孔数量增加。随着煤体预制温度升高变为第2阶段,微小孔隙新生数量大于其向中大孔隙的转化量,表现为液氮浸融煤体后全孔隙段孔隙数量均增加。液氮浸融不同预制温度煤体后其特征裂隙增比-声波波速变化率-孔隙度变化率3者之间存在正相关关系。以上结果表明,煤体预制温度因素对液氮浸融后煤体表面裂隙发育及孔隙损伤特性影响显著,且液氮浸融不同预制温度煤体其表面裂隙扩展和内部损伤呈正相关关系。
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关键词
液氮致裂
孔隙损伤
孔径分布
核磁共振
热应力
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Keywords
fracturing of coal by liquid Nitrogen
pore development
pore size distribution
NMR
thermal stress
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分类号
TD315
[矿业工程—矿井建设]
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