Resumen

El modelo de zona cohesiva (CZM) de Park-Paulino-Roesler (PPR) para el carbón se estableció para analizar las fracturas de modo mixto I/II utilizando probetas semicirculares sometidas a ensayos de cizallamiento por perforación (PTS) y de flexión en tres puntos (SCB). En estos métodos, los principales parámetros de la fractura se obtuvieron a través de los ensayos SCB y PTS. Y de acuerdo con los resultados experimentales, las muestras de carbón muestran características evidentes de fractura dúctil bajo cargas de modo I y II. Además, se llevaron a cabo pruebas de fractura hidráulica y de dióxido de carbono supercrítico (ScCO2), y en consecuencia, se encontró que la presión de iniciación de grietas de los especímenes de carbón para la fractura hidráulica es de 17,76 MPa, aproximadamente 1,59 veces la impulsada por ScCO2. Y el tiempo de iniciación de la grieta del carbón con la fracturación con ScCO2 es de 123,73 s, que es 1,58 veces el de la fracturación hidráulica. Finalmente se formó una macrofisura en la muestra de carbón debido al accionamiento hidráulico, que penetró en toda la muestra. Sin embargo, no hubo ninguna grieta que penetrara en toda la muestra de fractura y sí varias grietas secundarias ampliamente distribuidas en las muestras de carbón fracturadas por ScCO2. Además, se utilizaron elementos cohesivos de presión de poro de espesor cero para investigar la propagación de múltiples grietas en carbones sometidos a fracturación hidráulica y por ScCO2. Se introdujeron en los elementos cohesivos las relaciones constitutivas del CZM de PPR establecido. Los resultados obtenidos son consistentes con los resultados de los experimentos de fracturación hidráulica y ScCO2 para las muestras de carbón. Esto indica que los CZM de PPR establecidos pueden representar con precisión el comportamiento de la propagación de grietas en carbones para la fracturación hidráulica y ScCO2.

• Materias:Dióxido de carbono Perforación de pozos de minas Yacimientos minerales Minería Minas y minería Geofluidos
• Subjects:Carbon dioxide Shaft sinking Mineral deposits Mining Mines and mining Geofluids
• Palabras claves:probetas de carbón, fracturación scco2, fracturación hidráulica, elementos cohesivos, presión del carbón, probetas de fracturación entera, grieta secundaria distribuida, czms ppr establecidos, tiempo del carbón
• Keywords:coal specimens, scco2 fracturing, scco2, hydraulic fracturing, cohesive elements, pressure of coal, whole fracture specimens, distributed secondary crack, established ppr czms, time of coal