导电离子溶液对电脉冲致裂煤体孔隙结构影响的实验研究

发布时间：2020-05-06 11:40

【摘要】：电脉冲致裂煤层增渗是一种基于高压冲击波技术而研究的一种新型煤层瓦斯瓦斯解吸增透的技术,但是电脉冲致裂煤层增渗技术存在危险性较高、能量损失较快等问题。因此本文选取2种无烟煤、1种烟煤,经过5个浓度梯度的Na Cl、Ca Cl2、Al Cl3处理后,利用高压电脉冲致裂增渗实验研究平台,击穿原煤以及处理后煤样,研究经过不同浓度不同种类离子溶液处理前后无烟煤和烟煤表面的吸附行为及吸附规律,处理前后击穿煤体的场强、电压的变化规律,处理前后击穿煤样宏微观破裂特征以及孔裂隙结构的演化规律。结果表明:阳离子价态越高的溶液,处理后的煤体表面对离子吸附量的大小相对应就多;随着浸泡时间的增加,煤样颗粒表面对各导电离子的吸附量最终达到饱和的状态;经过导电离子溶液的处理,在煤体表面附着一定数量的导电离子,使得煤体的导电性能得到了改善,改良了高压电脉冲击穿煤体的电压条件,使得在高压电脉冲击穿过程中煤体内的等离子体通道更加充分的发展、衍生,很大程度上降低了煤样的击穿电压,同时电脉冲击穿煤体破碎程度更明显,煤体表面形成裂隙网络更丰富;处理后的击穿煤体的总孔容、总比表面积、孔隙度以及平均孔径都有有一定幅度的增加,孔径覆盖的范围增大,煤体的大、中孔百分比呈增加趋势,小、微孔百分比呈减小趋势,煤体的孔隙结构得到更充分改造,说明经过导电离子溶液的处理,高压电脉冲击穿后煤体原本离散的孔径连通性明显增强,更有助于煤体瓦斯渗透性的发展。
【图文】：

电脉冲产生的冲击波，冲击波的周围具有强大的磁场瓦斯的解吸。因为由于范德华力的作用，使得煤层瓦斯吸附在[78]，脉冲波以球形传递能量，在煤体各个方向传递的作用力强比较大，冲击波大大破坏了范德华力，煤层气由于范德华力的少，从而得到解吸。压电脉冲致裂技术世纪初，有关学者开始研究高压电脉冲技术，最早是利用高压 射线。在 20 世纪中期，经过半个世纪的研究发展，高压电脉露头角，成为一门新兴的研究学科[79-80]。高压电脉冲技术是通冲冲击波作用于负载，巨大的电能量储存在储能器中，通过转为直流电，开启闭合开关，在很短的瞬间，大量的能量转化作如图 1-2 所示。电脉冲技术具有安全环保、高效率、成本低、捷性等特点，经常用于工业、食品、制药业、军工、化工、医域[83-87]。

（a）液电致裂 （b）电破碎致裂图 1-3 电脉冲致裂形式[32]Figure 1-3 Broken types of electrical pulses[32]下，电脉冲致裂技术在石油开采领域应用较为广泛，但是对于增加煤层通透性方面研究较之为少。胡博仲[93]曾对低频率电脉的增透经常详细的研究，分析得出了在工程实地进行油层增透以及方法，同时确定了该频率脉冲下适应的油层范围。河南省对低渗透性油层进行了详细的研究，在声波和低频率脉冲对油做大量的研究，对油层的解堵增透有良好的的指导意义[94]。陈实验研究，得出了在脉冲波的振动作用和冲击作用下，，岩体发脉冲技术可以达到油层增透的效果。中科院电研所等[96]对大电及大电压的条件下，相关脉冲技术的电源高压高频电源技术方，在工程实地应用的效果良好。邱爱慈院士等[56]人通过重复高油、天然气的开采提供了新的技术思路和方法。白建梅等[71]以象，通过大功率的脉冲试验，得出了大功率电脉冲对岩体的剪
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD712

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 余海洋;潘义;张鹏辉;张苏敏;陈宇;陈金刚;;碘离子溶液标准物质的研制及不确定度评定[J];中国测试;2016年05期

2 ;离子溶液催化技术[J];化工文摘;2000年01期

3 王辉锋;徐志强;裴大牛;蔡斌;;钾离子溶液洗煤对煤泥压滤的影响分析[J];中国煤炭;2012年03期

4 苏丽霞;耿伏生;;低离子溶液配制巯基试剂在新生儿溶血病检查中的应用[J];中国现代医生;2008年04期

5 裘鹏程;;苄醇在离子溶液中用NBS氧化为羰基物[J];中国医药工业杂志;2006年05期

6 周鹏;朱倩雯;;低离子溶液不同保存方法对微柱凝胶配血试验的影响[J];国际检验医学杂志;2014年07期

7 张新萍;;电离子溶液固化剂设计与施工关键技术[J];吉林交通科技;2015年01期

8 张凤艳;赵文元;唐启明;;离子溶液中噻吩的电化学聚合及性能测试[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2007年S1期

9 李宏科;袁凤梅;;低离子溶液法在婴儿ABO血型鉴定中的应用[J];中国输血杂志;2008年06期

10 张黎辉;邢会敏;王高山;;离子溶液改性7075合金组织与性能研究[J];铸造技术;2015年11期

相关会议论文 前3条

1 王少明;王建友;王玉珍;董恒;;纳滤膜技术浓缩分离高浓度含镍离子溶液[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集（下）[C];2009年

2 廖芳艳;马少健;;高炉渣处理含铜离子废水的试验研究[A];第十三届全国粉体工程及矿产资源高效开发利用研讨会论文专辑[C];2007年

3 段晓征;中村一成;;离子溶液体系介电饱和性质的Monte Carlo模拟研究[A];中国化学会2016年软物质理论计算与模拟会议论文摘要集[C];2016年

相关博士学位论文 前3条

1 李志章;生物法再生铁离子溶液脱除气体中硫化氢的研究[D];昆明理工大学;2008年

2 郭丽祥;双电层影响下的微通道分层流动及其稳定性研究[D];天津大学;2010年

3 魏立;人工关节硅酸二钙涂层离子溶液促成骨能力及其机理的体外实验研究[D];苏州大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 王一涵;导电离子溶液对电脉冲致裂煤体孔隙结构影响的实验研究[D];中国矿业大学;2019年

2 李少华;含离子溶液蒸发过程的分子动力学研究[D];重庆大学;2013年

3 郑艳丽;不溶性有机胺强化富钙镁离子溶液固碳试验研究[D];山东大学;2013年

4 郭锋;介孔材料的复合改性及对重金属离子吸附性的研究[D];武汉理工大学;2012年

5 罗惠阳;重金属离子的场增强富集装置构建及应用研究[D];华东理工大学;2013年

6 曾国明;玉米秸秆发酵前金属离子处理及动力学研究[D];重庆大学;2012年

7 绪连萧;混合离子溶液中镁、锂分离与提取的反应—分离耦合方法的研究[D];北京化工大学;2016年

8 刘晶;掺羟基磷灰石牙膏对多种重金属离子吸附作用的研究[D];南方医科大学;2013年

9 徐楠;植源性废弃物中植酸的提取及其应用[D];大连工业大学;2015年

10 崔振存;[C_nmim]~+离子溶液临界现象研究[D];兰州大学;2014年

本文编号：2651202