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液态CO2冻融煤体变形损伤特性实验研究

目录

1.内容概览................................................2

1.1研究背景.............................................2

1.2研究目的与意义.......................................3

1.3国内外研究现状.......................................4

2.实验方法................................................6

2.1实验材料与设备.......................................6

2.1.1煤体样品.........................................8

2.1.2液态CO2冻融设备..................................8

2.1.3变形与损伤检测仪器...............................9

2.2实验方案设计........................................11

2.2.1实验分组........................................12

2.2.2冻融循环次数....................................12

2.2.3变形与损伤检测方法..............................14

3.实验结果与分析.........................................15

3.1冻融循环对煤体宏观变形的影响........................16

3.1.1宏观变形量变化规律..............................18

3.1.2变形模式分析....................................18

3.2冻融循环对煤体微观损伤的影响........................19

3.2.1微观损伤形态观察................................21

3.2.2微观损伤特征分析................................22

3.3液态CO2冻融作用下的煤体力学性质变化.................23

3.3.1硬度变化分析....................................25

3.3.2抗压强度变化分析................................26

4.影响因素分析...........................................27

4.1煤体类型对冻融变形的影响............................28

4.2冻融循环次数对煤体损伤的影响........................30

4.3液态CO2温度对煤体变形的影响.........................31

1.内容概览

本文主要针对液态CO2冻融煤体变形损伤特性进行深入研究。首先，对液态CO2冻融煤体的基本理论进行了阐述，包括冻融循环对煤体结构的影响、液态CO2与煤体的相互作用机制等。随后，详细介绍了实验研究的设计方案，包括实验材料、实验装置、实验方法等。接着，通过对不同冻融循环次数下煤体的变形和损伤特性的测试与分析，探讨了冻融循环对煤体力学性能的影响规律。此外，结合煤体微观结构变化，对液态CO2冻融煤体的变形损伤机制进行了深入研究。针对液态CO2冻融煤体的变形损伤特性，提出相应的工程应用建议，以期为我国煤炭资源的安全高效开采提供理论依据和实践指导。

1.1研究背景

随着全球能源需求的不断增长，煤炭作为一种重要的化石燃料，在能源结构中仍占有重要地位。然而，传统煤炭开采过程中存在的资源浪费、环境污染和安全隐患等问题日益突出。为了提高煤炭资源利用率，减少环境污染，实现煤炭资源的清洁高效利用，我国近年来积极开展了煤炭深加工技术的研究与应用。

液态CO2冻融技术作为一种新兴的煤炭开采与处理技术，具有环保、高效、低成本等优势。该技术利用液态CO2在低温下对煤体的冻融作用，改变煤体的物理性质，从而实现煤体的破碎、膨胀和变形，达到煤炭开采和提质的目的。然而，液态CO2冻融煤体在冻融过程中的