液态CO2相变气爆爆破孔爆能分布特征
来源：振动与冲击杂志2026年第3期北京时间：
作者：赵宝友，季廷秀8677，孙建宁
单位：辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新123000
摘要：液态CO2致裂器喷射到爆破孔中的CO2是其致裂煤岩体的唯一能量源，爆破孔爆能即CO2的冲击压力分布特征对煤岩体致裂效果与机理的研究具有重要意义。采用自主研发的气爆爆能测试系统开展了现场原型致裂器气爆爆破孔爆能测试的实验研究，考虑CO2等熵流动，建立了液态CO2相变气爆形成的超临界CO2射流模型，并结合实验结果系统分析了气爆爆破孔爆能分布特征及其成因。结果表明：受到爆破孔限制，超临界CO2射流流体产生连续脉冲式的冲击波，远离致裂器喷气口的爆能时程呈现多次间隔性瞬间升高和降低且显著非对称的倒“V”字型；宏观上爆压时程呈现快速升高和降低的三角形脉冲形式，且最高爆能分布于致裂器喷气口附近，爆压峰值可达230.000 MPa，其峰前升压和峰后降压速率均显著大于爆破孔其余位置的爆能时程特征；渗失孔即爆生裂隙周围的冲击压力还具有梯形脉冲特征，气爆爆能主要聚集在爆生裂隙周围，越靠近爆生裂隙爆能越高，爆生裂缝周围冲击压力为79.16 ~84.97 MPa，其中20.000 MPa以上的高压持时可维持220.000 ms左右，即液态CO2相变气爆属于典型的长持时中频动载。基于实验所获得的爆能分布规律，对当前气爆工艺进行改进，提出了超临界CO2点式射流冲击气爆致裂新方法。研究成果可为液态CO2致裂器气爆的现场应用和理论研究提供参考。<br>
关键词：超临界CO2；气爆；爆能；爆破孔；冲击波；等熵流
