超临界CO2气爆煤体致裂规律研究

摘要

针对中国煤层气资源丰富但煤层渗透率普遍偏低急需增透这一问题,对超临界CO2气爆煤体致裂规律进行了研究.利用自主研发的可控超临界CO2气爆发生装置对原煤大试件(1m×1m×0.5m)和初始应力条件下混凝土试件进行了超临界CO2气爆致裂实验,并用动态应变仪采集试件内部监测点处的变形和破坏信息,得到了距离气爆孔由近及远依次形成粉碎区、裂隙区和震动区的机理.通过分析不同初应力条件下气爆实验结果得出气爆后试件沿最大初始压应力方向开裂的原因,位于气爆孔最大初始压应力方向的介质内存在初始环向拉应力,叠加超临界CO2径向冲击产生的环向拉应力,最先发生开裂;位于气爆孔最小初始压应力方向介质中存在初始环向压应力,开裂所需的径向冲击压力增大,开裂滞后.以超临界CO2作为能量来源的物理爆破技术对低渗煤层致裂效果明显,受初始地应力影响较大.