不同超临界CO2浸蚀时间后冲击煤体能量演化与破坏特征

王磊; 杨震宇; 陈礼鹏; 王勇; 张帅; 王安铖; 李伟利

doi:10.16285/j.rsm.2024.0254

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不同超临界CO2浸蚀时间后冲击煤体能量演化与破坏特征

基础理论与实验研究 | 更新时间：2026-06-25

- 不同超临界CO2浸蚀时间后冲击煤体能量演化与破坏特征
- Energy evolution and failure characteristics of impacted coal after varying durations of supercritical CO2 immersion corrosion
- 岩土力学 2024年45卷第8期页码：2251-2262
- 作者机构：
  
  1. 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽,淮南,232001
  2. 煤炭工业合肥设计研究院有限责任公司,安徽,合肥,230041
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  安徽省科技重大专项项目（No.202203a07020010）;省属企业国有资本经营预算项目（No. HM23719030）
- DOI：10.16285/j.rsm.2024.0254
  中图分类号： TE37
- 网络首发：2024-08-12，
  
  纸质出版：2024
- 稿件说明：
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王磊, 杨震宇, 陈礼鹏, 等. 不同超临界CO2浸蚀时间后冲击煤体能量演化与破坏特征[J]. 岩土力学, 2024,45(8):2251-2262.

WANG Lei, YANG Zhen-yu, CHEN Li-peng, et al. Energy evolution and failure characteristics of impacted coal after varying durations of supercritical CO2 immersion corrosion[J]. 2024, 45(8): 2251-2262.
王磊, 杨震宇, 陈礼鹏, 等. 不同超临界CO2浸蚀时间后冲击煤体能量演化与破坏特征[J]. 岩土力学, 2024,45(8):2251-2262. DOI： 10.16285/j.rsm.2024.0254.

WANG Lei, YANG Zhen-yu, CHEN Li-peng, et al. Energy evolution and failure characteristics of impacted coal after varying durations of supercritical CO2 immersion corrosion[J]. 2024, 45(8): 2251-2262. DOI： 10.16285/j.rsm.2024.0254.

摘要

在未采煤层封存CO时，注入的CO受高温高压影响会处于超临界态，影响煤层稳定性。为研究超临界CO浸蚀后煤体受扰动影响引起的能量耗散与破坏特征，基于自主研发的高压气体吸附/解吸试验系统对煤体开展不同超临界CO浸蚀时间（0、2、4、6 d）的吸附试验，利用分离式霍普金森压杆试验系统对超临界CO作用后的煤体开展冲击压缩试验，并结合高速摄像仪拍摄了冲击过程，分析了冲击煤体的能量耗散规律，阐明了煤体的破坏裂纹演化与破碎分形特征。研究结果表明：相同冲击荷载下，不同超临界CO浸蚀时间后煤样的应力应变曲线变化趋势类似，可划分为弹性能量耗散、塑性能量耗散和峰后能量耗散3个阶段。随超临界CO浸蚀时间增长，煤样吸能能力减弱，冲击煤样表面裂纹数量增多，裂纹网络及扩展方向逐渐复杂，煤样破碎更加剧烈，破碎粒径减小，破碎形态更加复杂，最后确定了不同浸蚀时间后煤样破碎分形维数与耗能密度的线性相关关系。研究结果对于开展注CO强化深部煤层气开采工程探索具有一定的理论意义。

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