炸藥爆破廣泛應用于工程領域中,爆破過程產生高溫火焰同時釋放出大量熱量,由于反應不充分產生大量有害氣體,易造成環(huán)境污染。另外,在煤層開采過程中,含瓦斯煤礦遇明火爆炸造成的傷亡事故更是數(shù)不勝數(shù)。而CO₂相變致裂“冷”爆破技術不僅可以滅火杜絕此類事故,并且具有爆破成本低、施工操作簡便、可循環(huán)利用和無污染等一系列優(yōu)點。液態(tài)CO₂相變致裂作為一種非炸藥爆破技術,也可應用于鍋爐清堵和礦山開采,因而對于其相變致裂的機理、致裂設備優(yōu)化設計的研究具有十分重要的意義。為提高液態(tài)CO₂相變致裂技術的威力,我們系統(tǒng)開展了多組不同厚度破裂片、不同CO₂裝填量和活化劑的試驗,定量測得致裂管內瞬態(tài)壓強-時間變化曲線,通過安全性能分析得出破裂片的理論安全厚度和等效TNT當量。在CO₂破巖方面,計算得到了相變致裂破巖半徑,開展了LS-DYNA數(shù)值模擬,與試驗比較表明,數(shù)值模擬可較好地模擬二氧化碳相變致裂破巖過程。為進一步研究不同裝填密度下CO₂相變過程所能達到的極限壓力（類似于密閉空間內爆... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學湖北省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 二氧化碳相變致裂研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題研究內容
第2章 液態(tài)二氧化碳相變致裂技術介紹
    2.1 二氧化碳致裂工作原理
    2.2 二氧化碳狀態(tài)分析
    2.3 致裂器結構介紹
        2.3.1 致裂管裝置
        2.3.2 充裝裝置
    2.4 測試系統(tǒng)
        2.4.1 TST6260瞬態(tài)信號采集儀
        2.4.2 傳感器
            2.4.2.1 沖擊波壓力傳感器
            2.4.2.2 溫度傳感器
第3章 室外試驗與數(shù)值模擬
    3.1 致裂安全性能分析
    3.2 相變致裂半徑
    3.3 液態(tài)二氧化碳相變致裂試驗
    3.4 致裂管膛壓壓強響應與分析
    3.5 TNT當量計算
    3.6 破巖數(shù)值模擬
        3.6.1 LS-DYNA理論簡介
            3.6.1.1 基本控制方程
            3.6.1.2 空間有限元的離散化
            3.6.1.2 簡單積分單元與沙漏控制
            3.6.1.3 時間積分和時間步長控制
        3.6.2 模型選取
        3.6.3 建立模型及運算結果
第4章 CO_2狀態(tài)方程研究
    4.1 常用狀態(tài)方程簡述
        4.1.1 JWL狀態(tài)方程
        4.1.2 BKW狀態(tài)方程
        4.1.3 WCA狀態(tài)方程
        4.1.4 VLW狀態(tài)方程
        4.1.5 VHL狀態(tài)方程
    4.2 二氧化碳熱力學狀態(tài)方程
        4.2.1 狀態(tài)方程推導
        4.2.2 參數(shù)擬合及計算分析
第5章 結論及展望
    5.1 結論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]液態(tài)CO2相變致裂增透技術在低透氣性煤層的應用[J]. 李國輝,畢建乙.  現(xiàn)代礦業(yè). 2017(08)
[2]圓筒試驗JWL狀態(tài)方程參數(shù)的貝葉斯標定[J]. 陳華,周海兵,劉國昭,孫占峰,張樹道.  爆炸與沖擊. 2017(04)
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[6]工業(yè)規(guī)模CO2管道大孔泄漏過程中的射流膨脹及擴散規(guī)律[J]. 喻健良,鄭陽光,閆興清,郭曉璐,曹琦,朱海龍,劉少榮.  化工學報. 2017(06)
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碩士論文
[1]二氧化碳充裝量與致裂效果的模擬分析[D]. 詹德帥.煤炭科學研究總院 2017
[2]低滲透煤層液態(tài)二氧化碳爆破預裂測試系統(tǒng)的設計與研究[D]. 郝鑫剛.中北大學 2016
[3]液態(tài)二氧化碳相變致裂影響半徑時效性研究[D]. 趙龍.河南理工大學 2016
[4]不同相態(tài)下CO2管道輸送方案研究[D]. 王文雙.華北電力大學(北京) 2016
[5]煤層中液態(tài)二氧化碳相變致裂半徑的研究[D]. 許夢飛.河南理工大學 2016
[6]基于不同爆破致裂方式的液態(tài)二氧化碳相變增透應用研究[D]. 孫建中.中國礦業(yè)大學 2015
[7]高河煤礦氣相壓裂強化增透瓦斯快速抽采技術研究[D]. 張軍勝.河南理工大學 2014
[8]液態(tài)二氧化碳相變致裂增透機理研究[D]. 韓亞北.河南理工大學 2014
[9]二氧化碳的高壓結構相變理論研究[D]. 李全一.遼寧大學 2013



本文編號：3174230