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不同相态CO_(2)吸附作用下煤体力学性能研究
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作者 唐巨鹏 张枭 +1 位作者 赖堂锐 余泓浩 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S02期3621-3632,共12页
为了探究不同相态CO_(2)注入难开采煤层对煤体力学性能的影响。以内蒙古敏东一矿矿区为例,将煤样放入自制的三轴吸附渗透仪中,通过调控温度和压力进行不同相态CO_(2)对煤样的吸附试验,模拟在复杂地应力条件下不同相态CO_(2)在难开采煤... 为了探究不同相态CO_(2)注入难开采煤层对煤体力学性能的影响。以内蒙古敏东一矿矿区为例,将煤样放入自制的三轴吸附渗透仪中,通过调控温度和压力进行不同相态CO_(2)对煤样的吸附试验,模拟在复杂地应力条件下不同相态CO_(2)在难开采煤层的吸附过程。通过对吸附后的煤样进行单轴压缩试验,辅以声发射装置。得到煤体抗压强度、弹性模量和声发射能量的变化情况。定义煤体抗压强度、弹性模量劣化度,并以未吸附CO_(2)的煤样破裂声发射累计能量为基准线,划分高能量区与低能量区,得到不同相态CO_(2)吸附后煤样的破裂行为及损伤特征的演化规律。研究结果表明:(1)CO_(2)吸附会减弱煤样的力学参数,导致煤体宏观破坏特征发生变化,降低其力学性能,CO_(2)吸附作用下煤体抗压强度的总劣化度范围为11.72%~70.89%。(2)CO_(2)吸附作用下煤体弹性模量的总劣化度范围为8.42%~43.07%,不同相态CO_(2)吸附作用下煤体总劣化度情况为:超临界态吸附组>液态吸附组>气态吸附组。(3)经CO_(2)吸附后的煤样,内部形成更多的孔隙和裂隙,致使初始压密时间变长,同时煤样的弹性变形能力减弱,经气态CO_(2)吸附后煤样弹性阶段持续时间为经液态CO_(2)吸附后煤样2倍,为经超临界态CO_(2)吸附后煤样4倍。(4)经CO_(2)吸附后的煤样,未经CO_(2)吸附的煤样声发射总能量为基准线,划分高能量区与低能量区声发射累计能量均处在高能量区,较未吸附煤样相比,均产生了一定程度的破裂。 展开更多
关键词 采矿工程 不同相态二氧化碳吸附 单轴压缩 声发射能量 劣化度
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