超临界二氧化碳浸泡作用下烧变长焰煤力学性质演化规律试验研究
李怀展1
唐超2
郭广礼1
陈福2
查剑锋1
曹景春2
李锐恒2
1.中国矿业大学矿山生态修复教育部工程研究中心,江苏徐州 221116;中国矿业大学江苏省老工业基地资源利用与生态修复协同创新中心,江苏徐州 2211162.中国矿业大学江苏省老工业基地资源利用与生态修复协同创新中心,江苏徐州 221116
摘要：煤炭地下气化耦合二氧化碳封存为煤炭行业实现"碳达峰""碳中和"目标提供了新的途径.然而超临界二氧化碳封存扰动下烧变煤体力学性质损伤可能引起隔离煤柱失稳,易诱发二氧化碳泄露风险甚至造成工程失败.针对目前缺乏超临界二氧化碳对烧变煤力学性质影响的研究,以长焰煤为研究对象,利用自制的超临界二氧化碳饱和增压装置,开展了烧变长焰煤的超临界二氧化碳浸泡力学试验.研究结果表明:①随着温度的升高和超临界二氧化碳浸泡时间增加,烧变煤样的单轴抗压强度减小,温度对烧变煤样单轴抗压强度影响更大;②超临界二氧化碳浸泡时间与温度使烧变煤样弹性模量降低,两者与弹性模量总体呈负相关关系,烧变煤样弹性模量对温度影响更为敏感;③烧变煤样抗拉强度随着温度以及超临界CO2浸泡时间的增加而减弱,温度作用下烧变煤样抗拉强度变化更为剧烈.结合力学试验数据,建立了温度、浸泡时间和烧变煤样抗压强度、弹性模量、抗拉强度的关系函数,并利用XRD(X-RayDiffraction)与SEM(Scanning Electron Micro-scope)揭示了超临界二氧化碳浸泡作用下烧变长焰煤弱化机理.
关键词：超临界二氧化碳煤炭地下气化烧变长焰煤力学性质
分类号：TD315(矿山压力与支护)TD84(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(U24B2042)国家自然科学基金(42174048)江苏省优秀青年基金资助项目(BK20220158)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 3818-3829 )
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