液态CO₂相变气爆属于纯物理爆破,具有安全环保、适应性强、操作简单、投入成本低等优点。液态CO₂致裂器释放到爆破孔的爆能是其爆破或致裂增渗煤岩体的唯一能量源,爆破孔爆能分布特征对煤岩体爆破或致裂效果与机理的研究具有重要意义。本文采用室内气爆实验、理论分析与数值模拟相结合的方法,对液态CO₂致裂器气爆爆破孔爆能分布特征进行了深入研究。考虑轴向和径向渗失情况下气爆爆破孔爆能分布特征研究表明:气爆初期产生冲击波,其与孔壁反射拉伸波、高速高压超临界CO₂流体共同作用,使得爆破孔最高爆能显著集中于气爆射流核心冲击区,爆能峰值随着距气爆核心冲击区距离的增大而近似呈指数函数形式非线性降低,且随着沿爆破孔环向偏离核心冲击区角度越大,孔壁冲击压力峰值越小,受气爆冲击作用就越弱;气爆爆能时程呈峰前近线性快速升高和峰后呈指数或幂函数非线性降低变化的典型三角形脉冲特征,其中最高峰值压力可达209.55 MPa,峰前升压持时约为1²0 ms,峰后5 MPa以上降压持时约为600⁸00 ms,远大于峰前升压时间;气爆爆能的主要能量集中于0¹50 Hz频段,与常规化学炸药相比,气爆载荷属于长持时中频动载;气爆前中期和中后期分别以动压和准静态压能的形式作用于爆破孔,且绝大部分爆能均向渗失孔即爆生裂隙周围汇聚,最终通过渗失孔逐渐渗失殆尽。基于CO₂的SW状态方程,分别建立了等熵和等温条件下气爆爆能的煤矿铵梯炸药当量理论模型,理论分析表明:气爆爆能的煤矿铵梯炸药当量随致裂器腔体压力增大而逐渐增加,等熵条件下呈非线性增长,等温条件下呈线性增加,但相同初始状态下,基于等温计算的爆能的煤矿铵梯炸药当量高于等熵条件计算结果。基于可压缩真实气体流体动力学理论,建立了液态CO₂相变气爆一维射流理论模型,定量分析了致裂器腔体压力、温度和腔体出口压力对气爆射流冲击压力的影响规律,并结合数值模拟结果,将一维气爆射流理论推广至致裂器腔体这种T型结构的二维射流的壁面冲击压力计算。本文针对CO₂气爆爆破孔爆能运移规律取得的研究成果,对气爆理论基础的完善具有重要意义。该论文有图35幅,表9个,参考文献142篇。