静荷载下CO_(2)气爆对型煤裂纹扩展影响分析

摘要

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。