[发明专利]一种基于液态二氧化碳相变致裂半径等效的炸药模型构造方法有效

专利信息
申请号: 201910129534.7 申请日: 2019-02-21
公开(公告)号: CN109801682B 公开(公告)日: 2022-10-04
发明(设计)人: 祝杰;杨小林;魏海霞;褚怀保 申请(专利权)人: 河南理工大学
主分类号: G16C10/00 分类号: G16C10/00;G16C60/00
代理公司: 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 代理人: 颜勇
地址: 454000 河南*** 国省代码: 河南;41
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 液态 二氧化碳 相变 半径 等效 炸药 模型 构造 方法
【权利要求书】:

1.一种基于液态二氧化碳相变致裂半径等效的炸药模型构造方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:根据所选液态二氧化碳致裂器,计算拟等效单孔液态二氧化碳相变致裂时释放的爆炸能量E;

S2:基于爆炸能量相等,将单孔液态二氧化碳相变致裂爆源等效为单孔柱状耦合装药的炸药爆源,并求出所选炸药类型的当量质量M;

S3:求解煤体经液态二氧化碳相变致裂后的破碎区半径rc

S4:根据破碎区半径rc,求解煤体经液态二氧化碳相变致裂后的裂隙区半径rf

S5:将步骤S4得到的裂隙区半径rf代入柱状耦合装药条件下装药半径求解模型中,得到等效炸药模型的装药半径r和装药高度h:

其中:

ρ0、ρ分别为炸药和煤体的密度,Kg/m3

Cp为煤体的纵波波速,m/s;

D0为炸药的爆速,m/s;

σtd为煤层的动态抗拉强度,MPa;

σcd为煤层的动态抗压强度,MPa;

α1为煤层的冲击波衰减指数,

α2为煤层的应力波衰减指数,

λ为侧应力系数,

μ为煤层的泊松比。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:爆炸能量E的求解公式为:

其中,P1为液态二氧化碳致裂管释放的压力,MPa;V为储液管的体积,L;k为二氧化碳气体的绝热系数,k=1.295;P0为标准大气压,取P0=0.1013MPa。

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所选炸药类型的当量质量M的求解公式为:

其中,QE为1Kg所选类型炸药的爆炸能,KJ/Kg。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于:破碎区半径rc采用如下公式进行求解:

其中,P1为液态二氧化碳致裂管释放的压力,MPa;σcd为煤层的动态抗压强度,MPa;α1为煤层的冲击波衰减指数,μ为煤层的泊松比;r1为液态二氧化碳致裂器的钻孔半径,m。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:裂隙区半径rf采用如下公式进行求解:

其中,λ为侧应力系数,σtd为煤层的动态抗拉强度,MPa;α2为煤层的应力波衰减指数,

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:等效炸药模型为TNT炸药模型。

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