液態二氧化碳相變射流致裂煤岩體增透機理及應用（簡體書）

基於岩石力學、滲流力學、空氣動力學、斷裂力學等理論知識，綜合運用理論研究、實驗研究、數值模擬研究、現場研究方法，針對液態CO2相變射孔煤岩體致裂增透機理展開了系統、廣泛深入的研究，主要創新點如下：(1)採用自主研發“液態CO2相變射孔煤岩體致裂實驗裝置”，進行氣體衝擊動力學特徵實驗研究，揭示了射流打擊力與系統壓力、靶體距離、衝擊角度等參數之間的關係；進行致裂裂隙擴展規律實驗研究，揭示了射流壓力、地應力、煤體力學性質、層理及裂隙等參數對裂隙擴展影響規律。

(2)提出了地應力條件下傾斜鑽孔優勢致裂方向判斷方法，獲得了地應力條件下含瓦斯煤體張開性裂紋在液態CO2相變射孔作用下的擴展理論模型，建立了地應力條件下含瓦斯煤體液態CO2相變射孔作用下I、II型複合裂紋壓剪斷裂判據，揭示了液態CO2相變射孔破岩及裂隙擴展力學機理。

(3)在液態CO2相變射孔致裂煤岩體增透機理研究基礎上，改進研發了“液態CO2相變射孔致裂技術裝置”，白皎礦現場試驗表明該技術可提高抽采流量9～12倍，降低流量衰減係數92%；提出了液態CO2相變射孔致裂增透網格式瓦斯抽采方法，應用表明該方法可提高巷道掘進速度4-5倍。杉木樹礦應用表明，該技術較常規密集鑽孔可提高瓦斯抽采效率15.71%，實現了向斜軸部應力集中區鬆軟煤層高突工作面“零超限”安全回採。