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重复电脉冲波煤岩致裂增渗效果岩石学分析

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1 绪论

1.1选题意义(Purpose and Significance)

1.2研究现状(Research Status)

1.3现存问题(Existing Problems)

1.4研究方案(Research Program)

1.5论文工作量(Research Workloads)

2 重复电脉冲波煤样致裂增渗模拟实验

2.1煤样及其基本性质(Coal Samples and Basic Propeties)

2.2模拟实验原理与装置(Theory and Apparatus of Simulation Experiment)

2.3模拟实验流程(Procedure of Simulation Experiment)

2.4模拟实验结果定性描述(Results of Simulation Experiments)

2.5小结(Brief Summary)

3 重复电脉冲波作用下煤岩孔隙-裂隙演化

3.1煤岩孔隙结构演化(Evolution of Pore Structure in Coal)

3.2电脉冲波作用下煤岩微裂隙扩展(Expansion of Micro-Fractures under Electrical Pulses Wave)

3.3煤岩显微裂隙发育过程分形描述(Fractal Description of Micro-Fissures Evaluation Process)

3.4小结(Brief Summary)

4 煤性质对电脉冲波致裂效果的影响

4.1煤岩学因素与致裂效应(Coal Petrology andFracturing Effects)

4.2煤孔渗因素与致裂效应(Relation of Pore and Permeability to Fracturing Effects of Coals)

4.3煤变形特征与致裂效应(Deformation and Fracturing Effects of Coals)

4.4煤性质与加载条件配置关系(Relationship between Coal Properties and Loading Conditions)

4.5小结(Brief Summary)

5 重复电脉冲波煤岩致裂增渗机理

5.1电脉冲波煤岩致裂增渗主控因素(Major Factors for Fracturing Coal by Electric Pulse Wave)

5.2电脉冲波煤岩致裂增渗力学机制(Mechanism for Fracturing Coals by Electric Pulse Wave)

5.3小结(Brief Summary)

6 结论

参考文献

作者简历

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摘要

基于不同煤级大样的电脉冲波加载物理模拟实验,主要采用煤岩学手段,分析了煤岩孔隙-裂隙扩展特征,讨论了煤岩学因素对电脉冲波加载作用的响应,探讨了煤性质与加载条件的配置关系。研究发现:孔隙演化是从微小孔扩展为大中孔,大中孔继续扩展而连通或贯穿裂隙的发育过程;孔容随冲击次数变化呈波动增大的趋势,波动程度反映了孔隙结构的调整程度。肥煤微裂隙主要是从均质镜质体中开始萌生发育,无烟煤裂隙扩展主要体现在原有裂隙宽度的增加。肥煤与瘦煤显微硬度均较低,无烟煤显微硬度非常大。瘦煤样品显微脆度最大,微裂隙发育最好;肥煤微裂隙扩展效率最高,这是特定煤化作用程度的结果。微裂隙发育具有组分选择性,镜质组中微裂隙密度最高,裂隙宽度相对较大;肥煤中存在均质镜质体、镜煤条带的力学性质薄弱带,导致力学性质差,在含能弹条件下过早破裂,孔微裂隙发育不完全。实验过程中较低的冲击波应力能将煤体破坏,关键在于煤体本身存在能够产生应力集中的各种结构缺陷,导致煤岩裂隙萌生、扩展直至失稳解体,属于疲劳性断裂。就改造效率而言,金属丝条件更适合改造煤岩孔隙,含能弹条件更适合改造煤岩裂隙。换言之,小功率多次重复加载条件更有利于煤岩孔隙扩展,大功率冲击加载条件则会诱导煤岩裂隙优先扩展。

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