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作者：于永江;邬志强;刘佳铭;
单位：辽宁工程技术大学矿业学院;
摘要：为探究超临界CO_2不同浸泡时间(0、5 d、10 d、15 d)下煤体变形破坏全过程中的能量演化机制，以梅花井煤矿4-1煤层的两种煤样(焦煤、弱黏煤)为研究对象，开展了超临界CO_2不同浸泡时间下的煤体单轴压缩试验。结果表明：随着超临界CO_2浸泡时间的延长，煤体抗压强度及弹性模量均逐渐下降；基于能量计算原理，随着浸泡时间的延长，煤体在压密阶段存在微小量值的能量存储与耗散特征，在线弹性阶段存储弹性应变能的能力逐渐减弱，在塑性屈服阶段耗散能占总应变能的比重逐渐增大，在峰后残余强度阶段耗散能的激增使得煤体产生相互贯通和扩展的宏观裂隙。在此基础上研究煤样的能量累积率与耗散率演化机制，结果表明：在应力峰值前，受到超临界CO_2的浸泡会削弱煤体弹性应变能的累积速率；在应力峰值处，煤体的弹性应变能累积速率达到最小；在峰后破坏阶段，随着浸泡时间的延长，煤体超临界CO_2浸泡时间达到10 d时，其弹性应变能转化率与耗散率达到最大。此研究成果有助于分析深部煤储层注入CO_2压裂过程煤体变形的能量特征，也对CO_2的地质封存具有一定参考意义。
关键词：安全工程;超临界CO_2;力学特性;能量演化;能量累积率;能量耗散率
基金资助：国家自然科学基金项目(52374092)
