煤岩液态二氧化碳爆破开采实践与模拟

张嘉凡¹，程树范¹，高壮¹，樊浩^1,2，张婵¹，周飞文¹，周洪文³

1. 西安科技大学力学系2. 西北综合勘察设计研究院3. 上海应用技术大学城市建设与安全工程学院

摘 要：为准确把握煤岩液态CO₂爆破开采的技术特点,通过动、静力学特性试验测定了煤岩力学参数,采用有限元数值模拟与工程实践相结合的手段,研究了原煤液态CO₂爆破开采的效果及特点。结果表明:受到致裂装置释放器的约束,相较于常规爆破手段,液态CO₂爆破过程中能量释放较为平缓,应力波峰值水平较低,实际爆破有效范围较小,以57型致裂装置为例,其爆破效果仅为换算当量的28.6%。但液态CO₂爆破具备传统爆破技术所不具备的安全性,同时实践也表明了液态CO₂爆破能有效提高块煤率,实际产煤质量高。就安全环保与清洁高效的发展理念而言,液态CO₂爆破技术的使用前景优于传统炸药爆破。

关键词：液态CO₂爆破;当量换算;力学特性;煤岩力学参数;