微波加载路径对煤体致裂效果影响试验研究

为了探索微波的加载路径对微波致裂煤体效果的影响,利用自主研制的微波辐射试验装置开展了不同微波加载路径下的煤体致裂试验,研究了微波辐射前后煤样的P波波速、抗压强度、弹性模量、煤样表面裂隙演化及煤体微结构损伤因子的变化特征,揭示了不同微波加载路径对煤体致裂效果的影响规律。结果表明:微波辐射后煤样P波波速平均降幅为40.13%,其中微波连续加载条件下降幅高达56.47%;煤体抗压强度、弹性模量受微波辐射影响较明显,平均抗压强度降幅高达74.91%,弹性模量降幅均超过65.01%,其中连续加载下高达80.11%;煤体累积损伤因子与加载路径有关,不同微波加载路径对煤体内部微结构造成不同程度的损伤;微波连续加载与间歇加载均促进煤体表面裂隙的发育,在连续加载下,煤样表面裂隙更发育,破坏更显著。因此,煤体微波加载路径的改变能有效致裂煤体,在微波能量为216 kJ的试验条件下,通过微波连续辐射煤样,可最大程度对煤体进行致裂,煤体的致裂效果达到最优。

煤体致裂控制技术研究现状及应用

综采技术的普遍应用,要求在开采前抽出煤体内的瓦斯,达到先抽后采的安全环境。而不同煤体的结构具有复杂性,要使煤体充分碎裂,提高瓦斯抽采率,是一项比较复杂的研究应用过程。文章通过分析煤体致裂破坏原理,了解国内外在煤体致裂技术方面的研究现状,提出高压气体致裂技术在目前瓦斯抽采方面的技术创新,并介绍了液态二氧化碳致裂技术在工程方面的应用,对我国目前采用的钻孔抽采和厚煤层瓦斯抽采有一定参考和借鉴作用。

基于激波时域特性的煤体破裂过程数值分析

通过采用RFPA-Dynamic软件模拟水激波对煤体的物理作用关系,研究波前时间与煤体裂隙发育状况的关系,最终得出:波前时间越短,波头传播速度越快,辐射范围越大;增大波前时间,相应的衰减系数也会增大;减小波前时间,煤体中的裂隙度增加且长度较小。