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液态二氧化碳相变致裂技术是一种新型的煤层增透技术,该技术属于物理上的高压气体爆破,具有爆破过程无火花、操作简便、安全高效等优点,能够很好应用于高瓦斯低透气性煤层。本文结合平煤十三矿液态二氧化碳相变致裂强化预抽煤层瓦斯的现场试验,考察了液态二氧化碳相变致裂影响半径,研究了瓦斯抽采影响半径的时效性。首先,本文介绍了液态二氧化碳相变致裂技术的发展以及装备构成,分析了该技术致裂增透的过程,研究了液态二氧化碳相变致裂增透机理;根据爆破动力学和气体断裂力学理论研究爆破气体对岩石的拉伸破坏作用,分析致裂孔周边致裂力学场变化。此外,本文计算了矿用储液管装1.32kg液态二氧化碳的相变致裂当量为277gTNT。其次,基于平煤十三矿现场试验,考察了使用该技术下的穿层钻孔瓦斯抽采效果,实测分析了液态二氧化碳相变致裂影响半径范围。根据现场实测钻孔瓦斯抽采参数,利用致裂前后瓦斯抽采纯量随时间的变化情况,考察得到钻孔的流量衰减系数从致裂前的0.0637d-1变为致裂后的0.0095 d-1,钻孔瓦斯涌出衰减强度减小了85.09%;利用径向流量法计算得到致裂后煤层透气性系数变为0.577m2/(MPa2·d),较致裂前提高60倍。最后,依据达西定律、渗流方程、Langmuir吸附方程,建立液态二氧化碳相变致裂瓦斯抽采数学模型,结合数值模拟软件Comsol Multiphysics模拟得到试验巷道致裂后有效影响半径大小以及距离致裂钻孔不同距离的瓦斯压力变化特征。通过对比现场试验结果,确定平煤十三矿试验巷道的液态二氧化碳相变致裂有效影响半径为5m,而有效影响半径与抽采时间存在着0.00375.11 5.11tR e-(28)-(10)负指数关系。此外,本文还研究了透气性系数与相变致裂抽采影响半径的时效关系,通过研究认为相变致裂爆破压力的选择应在一个合理区间。通过本文相变致裂影响半径和影响半径时效性的研究,为液态二氧化碳相变致裂技术参数研究奠定了基础。