脉冲放电应力波致裂不同煤阶煤体规律研究

马忠忠，赵金昌，赵胤翔，秦 爽

(太原理工大学矿业工程学院，山西 太原 030024)

山西省煤层气资源丰富，但普遍具有低渗透性、难抽采的特征，须利用人工方法提高抽采率。目前提高抽采率的主要技术有注气驱替技术[1]、水力压裂技术[2]、高压脉冲放电致裂技术等。高压脉冲放电软裂技术作为一种新型的致裂增产手段，得到了很多学者的青睐[3-5]，其工作原理是利用放电电极在饱和水煤层进行强脉冲放电，通过液电效应将储能电容器储存的电能转换成冲击波的机械能，作用于煤层，进而达到对煤层结构改造的目的，以增强煤层的导流能力，提高煤层气的抽采率。

近年来，许多学者进行了研究，取得了大量的研究成果。李恒乐等[6-7]对电脉冲应力波作用下煤的孔隙结构演变特征进行了分析，得出应力波可以增强孔隙之间的连通性，以及煤层的渗透性；贾少华[8]研究了脉冲放电水激波与放电电压以及峰值压力之间的关系；MAUREL等[9]研究发现单次冲击下，水激波幅值与破坏岩体效果有关，同时，多次冲击下岩体出现累计损伤；鲍先凯等[10]证明了高压脉冲作用下煤体产生了新裂缝，裂缝形态曲折延展。这些研究为脉冲放电应力波致裂煤岩体提供了一定的理论基础，并证实了脉冲放电应用于煤层气井的可行性。但针对不同煤阶煤层的致裂效果等问题的研究尚不明确。为此，本文研究了高压脉冲放电应力波对肥煤、焦煤、无烟煤的致裂效果及其影响因素，以便更好地优化高压脉冲放电参数，进行合理的工业设计。……