低渗煤层液态CO2相变射孔破岩及裂隙扩展力学机理

摘要

液态CO2相变射孔致裂增透技术作为一种有效的低渗煤层强化抽采方法,已被广泛的应用研究.但由于该技术在破岩及裂隙扩展力学机理方面研究不足,在一定程度上影响该技术进一步发展及应用.基于热工学、弹性力学、断裂力学等理论基础,建立了液态CO2相变气体射流压力模型,理论分析了液态CO2相变射孔破岩力学机理、地应力条件下裂隙扩展力学机理.采用PFC2D离散元颗粒流分析软件,进行数值模拟研究,分析了不同地应力及射流压力条件下液态CO2相变射孔破岩及裂隙分布特征.在以上研究基础上,在川煤集团白皎煤矿进行现场试验,研究表明该技术可有效提高低渗煤层瓦斯抽采效率.