《脈衝爆震波致裂增透與解堵技術基礎研究》是依託中國礦業大學，由林柏泉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：脈衝爆震波致裂增透與解堵技術基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：林柏泉
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
我國高瓦斯突出煤層普遍存在微孔隙、低滲透率和高吸附的特徵，需要探索新的有效致裂增透技術原理，以物理放電為基礎的脈衝爆震波具有瞬時能量高、破壞力強的特點，在煤層致裂增透及裂隙解堵方面具有良好的套用前景，但缺乏相關基礎理論依據。本項目擬圍繞物理放電脈衝爆震波的產生機理及其作用下煤體內裂隙演化特徵、瓦斯解吸與運移規律等方面開展研究工作，探討物理放電脈衝爆震波對煤體的致裂機理、高密度細水霧擊穿爆震效應、煤體微孔內脈衝爆震波衝擊動力學特徵及鑽孔內多尺度輻射狀裂隙內瓦斯耦合運移規律，建立在脈衝爆震波作用下煤體內部裂隙特徵及演化範圍的評價方法，確立物理放電脈衝爆震波作用下瓦斯在煤體裂隙內的關鍵運移通道判定方法，為改造高瓦斯低透氣性煤層的滲透特性及瓦斯抽採過程中的解堵技術提供新的途徑。計畫發表SCI/EI 檢索論文10篇，形成3項專利技術，並培養2名博士和3名碩士。
結題摘要
我國大部分煤層具有微孔隙、低滲透、高吸附的特徵，人為的增加裂隙是解決低滲透抽採煤層瓦斯抽采困難的有效措施，脈衝爆震波具有瞬時能量高、破壞力強的特點，是一種有效的煤層致裂增透及裂隙解措施，本項目針對空氣環境下高電壓放電產生的衝擊波對煤體內裂隙演化特徵、瓦斯解吸與運移規律進行了研究。主要研究內容：（1）搭建了脈衝爆震波致裂增滲實驗系統，證明了空氣環境下脈衝爆震波致裂煤體的可行性，提出了空氣環境下脈衝爆震波致裂煤體時存在沿面擊穿和內部擊穿兩種形式，揭示了脈衝爆震波致裂煤體的巨觀和微觀破裂特徵；（2）研究了不同功率脈衝爆震波作用下煤體的破裂特徵，闡明了脈衝爆震波功率與煤體孔隙結構改善效果之間的關係，並探討了煤樣直徑、煤樣含水率、煤樣長度以及煤樣等級等因素對煤體破碎的影響效果，得出了擊穿場強與煤樣長度之間的負指數函式關係；（3）揭示了脈衝爆震波作用下煤體內納米級孔隙及巨觀裂隙演化範圍評價方法，並對脈衝爆震波作用下煤體的裂隙網進行了定量分析；（4）確立了單次和多次脈衝爆震波耦合作用下裂隙擴展規律以及起裂形成特徵，研究了單次和多次衝擊波作用下電流波形的變化規律，明確了峰值電流與脈衝循環次數的關係。（5）開展了脈衝爆震波作用下裂隙尺度內瓦斯瓦斯解吸附及滲透性規律研究，建立了脈衝爆震波作用後瓦斯在煤體內的關鍵運移通道判定方法；（6）揭示了脈衝爆震波致裂增透的機理，理論分析了脈衝爆震波致裂煤體的過程，探討了脈衝爆震波擊穿煤體的損傷機制，提出了在煤層增透與解堵領域的構想。項目執行期間累計發表學術論文46篇，與本項目密切相關的SCI/EI論文12篇，授權發明專利4項，授權美國、澳大利亞專利各1項，培養5名博士研究生和7名碩士研究生。項目負責人林柏泉教授榮獲全國優秀科技工作者榮譽稱號以及全國創新爭先獎，項目組成員參加國內學術會議3次，赴美國、澳大利亞進行學術交流3次。
