可控电脉冲波增透技术在低透气性煤层中的应用

发布时间：2025-04-15 05:11

　　 可控电脉冲波增透技术作为低透气性煤层增透改造的理想措施之一,施工方案优化问题亟待解决。选择山西保德煤矿低透气性煤层,采用可控电脉冲波增透技术开展钻孔增透施工方案优化。试验结果表明,在钻孔内平均增透作业范围为131m、冲击密度为0.5次/m条件下,增透钻孔组日均瓦斯抽采量较常规孔提高4.7倍,可控电脉冲波增透效果最佳。增透钻孔组日均瓦斯抽采量由高到低依次是5m观测孔、15m观测孔、30m观测孔和增透孔,表明增透效果随着距离的增加逐渐衰减,影响半径确定为大于30 m。结合对比验证试验综合分析认为,可控电脉冲波能够显著提高煤层瓦斯抽采量,而冲击密度和钻孔内增透作业范围是增透效果的重要影响因素。在较硬煤层中以钻孔内平均增透范围100 m、0.5次/m冲击密度作业增透效果最佳。研究成果为可控电脉冲波增透技术在我国低透气性煤层的增透施工方案设计中提供参考。

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【部分图文】：

图1 可控电脉冲波作用区域示意

可控电脉冲波增透技术采用多次、复合电脉冲波可实现作用效果、作用距离等都可控的过程。与爆燃压裂不同[20]，可控电脉冲波增透技术在煤层中的作用形式分为3种：冲击波、压缩波、弹性波，与之对应的作用区域分为：裂缝区、裂隙区、弹性区。作用区域如图1所示。a.裂缝区冲击波从钻孔处向煤层内部....

图2 可控电脉冲波工作流程

可控电脉冲波技术实施时，首先通过钻机在煤层中钻孔，通缆钻杆主要作用为传输钻孔外控制设备的指令。孔内设备在接收到经钻杆传输的信号后，高压直流电源给储能器进行充电。充电结束后，聚能棒在水中闪爆，形成的冲击波作用在液体内，液体冲击波作用在煤层上。多个脉冲波相互复合，对煤层进行多次冲击作....

图3 山西保德煤矿81310工作面可控电脉冲波试验钻孔布置

为了提高改造效果，本次依据体积改造原理[14]，即单组改造、多组复合方式进行作业。对各观测孔结果平行对比，以提高试验结果的可信度。本次在矿井81310回风巷道9L—18L联巷间约720m的区域内共进行了9组电脉冲波增透试验，组与组之间的距离大于40m，第11L联巷和第15L联....

图4 增透孔组日均瓦斯抽采流量曲线

由于第八组钻孔在完成冲击作业后，交叉施工的定向孔与该孔串孔联通，故该组数据仅做统计，不纳入总结分析中。对全部36个钻孔瓦斯抽采纯量进行连续、独立监测，结果见表3，增透孔组日均瓦斯抽采流量曲线如图4所示。通过对增透孔抽采数据持续半年的统计(2019年1月22日至2019年6月22日....

本文编号：4040127