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国内刊号：11-2402/TD
国际刊号：0253-2336
发布日期:
作者：王渝, 杨仁树, 左进京, 杨阳, 丁晨曦, 吴浩天, 张耕豪, 赵勇, 张祥,
关键词：CO<sub>2</sub>岩体致裂技术, CO<sub>2</sub>超高度欠膨胀射流, CO<sub>2</sub>射流结构, CO<sub>2</sub>射流高速红外图像, CO<sub>2</sub>致裂器,
作为炸药破岩技术的有力替代，CO2相变爆破破岩技术的理论研究长期滞后于现场实践，而CO2相变爆破产生的射流是致裂岩体的根本动力。基于CO2致裂技术裂岩原理，以CO2超高度欠膨胀射流为理论基础，通过高速红外相机及高速相机，构建了同时捕捉CO2射流结构与射流温度分布的CO2爆破射流全过程测试系统，研究了不同剪切片厚度下不同型号致裂器爆破射流演化特征。结果表明：CO2爆破初期射流为典型的超高度欠膨胀射流，射流具有高度的非稳定性，在不同的阶段表现出不同的射流形态特征，其中95型致裂器初期爆破射流形状受膨胀波影响较大，由椭圆形演变为近似球体。射流演化过程具有复杂的相态变化，CO2相变爆破射流整体上经历喷射启动、动态扩展、稳定发展后，最终形成气−固两相混合的复杂流动状态。随着剪切片厚度的增加，同一时刻可见云轴线扩散长度增大，但扩散能力的边界增益减弱，同时射流轴线可见云扩散峰值速度增大。射流温度分布具备明显的阶段特征，在高温膨胀阶段，射流核心温度急剧升高，超过温度捕捉上限184.133 ℃，导致射流角度增大至近180°。随着剪切片厚度的增加，CO2爆破射流超温区域的持续时间及“超温像素点”占比出现增大趋势。研究结果为进一步深入探索CO2爆破射流破岩机理提供了基础数据及试验支撑。
来源：2026年第4期
《煤炭科学技术》期刊编辑部
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