[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

摘要

本发明公开了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，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；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；计算煤体经液态二氧化碳相变致裂后的破碎区半径；求解煤体经液态二氧化碳相变致裂后的裂隙区半径，根据上述步骤得到等效炸药模型的装药半径和装药高度。利用该方法构造的炸药模型不仅同被等效的液态二氧化碳相变致裂模型具有同等的爆炸能量，还具有同等的致裂半径范围，且采用等效炸药模型对液态二氧化碳相变致裂机理进行深一步的理论或数值模拟分析时具有更强的可操作性。

主权项

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r_c；S4：根据破碎区半径r_c，求解煤体经液态二氧化碳相变致裂后的裂隙区半径r_f；S5：将步骤S4得到的裂隙区半径r_f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；C_p为煤体的纵波波速，m/s；D₀为炸药的爆速，m/s；σ_td为煤层的动态抗拉强度，MPa；σ_cd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。