液氮溶浸煤致裂的机理研究

为分析液氮作用下煤的致裂机理，对原煤煤样开展了液氮溶浸实验。利用激光显微镜观测液氮溶浸前后煤样的原生裂隙扩展和新裂隙萌生情况，利用断裂力学理论分析液氮溶浸下煤样原生裂隙的扩展机制。研究结果表明：1）液氮作用引起煤内温度拉应力和应力集中，当应力强度因子超过煤原生裂隙的断裂韧度时，煤样原生微裂隙扩展；2）温度拉应力使得原生裂隙周围强度不大的颗粒团拉破坏、脱落，破坏了煤样的结构，并引起新的微裂隙萌生；3）液氮作用时间对应力强度因子有很大的影响，随着作用时间增加，温度梯度增大，裂隙的应力强度因子增加,煤更易发生断裂。