液氮冷冲击时长对煤体致裂效果的影响

作者：魏则宁; 翟成^*; 孙勇; 丛钰洲; 唐伟

来源：中国矿业大学学报. 自然科学版, 2022, 51(02): 273-282.

DOI：10.13247/j.cnki.jcumt.001379

• 冷冲击时长
• 液氮致裂
• 孔隙结构
• 核磁共振
• 热应力

注氮参量的设置与煤体致裂效果密切相关，为研究液氮冷冲击循环过程中不同冷冲击时长对致裂效果的影响，开展不同冷冲击时长(5,10,15,20 min)液氮溶浸试验，利用低场核磁共振设备对比分析各组煤样孔径分布、孔隙数量、孔隙度及吸附/渗流孔变化规律，进而表征煤样在不同冷冲击时长下的孔隙发育程度.研究表明：不同冷冲击时长下煤体孔隙特征演化过程具有明显的差异性.不同冷冲击时长下中大孔的变化率表现出前期快速增长、后期缓慢增长的现象；冷冲击时长与孔隙度参数变化率、吸附孔和渗流孔占比变化率均呈现指数相关关系，具有“前期增长快速，后期增长平缓”的特点.不同冷冲击时长下的液氮循环溶浸处理本质上是温度在不同时间尺度上的循环.对冷冲击时长的控制是基于煤体内部温度降的变化，以期实现更好的热应力致裂作用效果，提高瓦斯抽采效率.该研究对现场循环注氮致裂的冷冲击时长选择具有一定的指导意义.

• 单位
  中国矿业大学; 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室; 中国矿业大学（北京）