中国安全科学学报

作者：周西华, 周露函, 姜延航, 白刚, 刘天祥, 王学鹏

单位：1 辽宁工程技术大学 安全科学与工程学院,辽宁 葫芦岛 125105；2 矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室,辽宁 葫芦岛 125105；3 铜仁职业技术学院 工学院,贵州 铜仁 554300);

关键词：冻融致裂,液态CO₂,孔隙度,冻结时间,冻融循环次数,含水饱和度

基金：辽宁省教育厅青年项目(LJ2019QL002); 大学生创新创业训练计划项目(X202010147099); 辽宁工程技术大学学科创新团队资助项目(LNTU20TD-29)

为研究多因素耦合对液态CO2冻融致裂煤体的影响,采用自主研发的液态CO2冻融致裂试验装置,利用核磁共振测试技术,测定不同影响因素下液态CO2冻融致裂后煤体的孔隙度,分别研究液态CO2冻结时间(t)、冻融循环次数(n)和煤体含水饱和度(W)对煤体孔隙度(φ)的影响;采用响应曲面法设计试验,构建φ与t、n和W的二次回归响应曲面模型,分析t、n和W单独及耦合作用时对φ的敏感程度及影响特征,并预测优化与验证不同影响因素下的φ。结果表明:随着t的延长和n的增多,φ呈指数函数关系变化,随W的增大,φ呈线性关系增加;影响因素t、n和W均为φ的极显著项(显著性判别值P<0.01),对φ影响的主次关系为:n>W>t。交互项nt交互作用极显著,nW交互作用次之,Wt交互作用不显著,对φ影响的主次关系为:nt>nW>Wt。模型预测当t、n和W分别为57 min、19次、96%时,φ达到最大值(9.47%),4组试验值与模型预测值平均误差为2.98%,所测φ平均值为9.58%,φ较优化之前(8.94%)提高了7.16%。

来源：2023年第7期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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