多因素对液态CO2冻融致裂煤体的影响试验研究

作者：周西华; 周露函^*; 姜延航; 白刚; 刘天祥; 王学鹏

来源：中国安全科学学报, 2023, 33(07): 58-67.

DOI：10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2023.07.0116

• 冻融致裂
• 液态CO2
• 孔隙度
• 冻结时间
• 冻融循环次数
• 含水饱和度

为研究多因素耦合对液态CO2冻融致裂煤体的影响，采用自主研发的液态CO2冻融致裂试验装置，利用核磁共振测试技术，测定不同影响因素下液态CO2冻融致裂后煤体的孔隙度，分别研究液态CO2冻结时间(t)、冻融循环次数(n)和煤体含水饱和度(W)对煤体孔隙度(φ)的影响；采用响应曲面法设计试验，构建φ与t、n和W的二次回归响应曲面模型，分析t、n和W单独及耦合作用时对φ的敏感程度及影响特征，并预测优化与验证不同影响因素下的φ。结果表明：随着t的延长和n的增多，φ呈指数函数关系变化，随W的增大，φ呈线性关系增加；影响因素t、n和W均为φ的极显著项(显著性判别值P<0.01),对φ影响的主次关系为：n>W>t。交互项nt交互作用极显著，nW交互作用次之，Wt交互作用不显著，对φ影响的主次关系为：nt>nW>Wt。模型预测当t、n和W分别为57 min、19次、96%时，φ达到最大值(9.47%),4组试验值与模型预测值平均误差为2.98%,所测φ平均值为9.58%,φ较优化之前(8.94%)提高了7.16%。

• 单位
  铜仁职业技术学院; 辽宁工程技术大学