可控電脈沖波增透技術(shù)作為低透氣性煤層增透改造的理想措施之一,施工方案優(yōu)化問題亟待解決。選擇山西保德煤礦低透氣性煤層,采用可控電脈沖波增透技術(shù)開展鉆孔增透施工方案優(yōu)化。試驗結(jié)果表明,在鉆孔內(nèi)平均增透作業(yè)范圍為131m、沖擊密度為0.5次/m條件下,增透鉆孔組日均瓦斯抽采量較常規(guī)孔提高4.7倍,可控電脈沖波增透效果最佳。增透鉆孔組日均瓦斯抽采量由高到低依次是5m觀測孔、15m觀測孔、30m觀測孔和增透孔,表明增透效果隨著距離的增加逐漸衰減,影響半徑確定為大于30 m。結(jié)合對比驗證試驗綜合分析認為,可控電脈沖波能夠顯著提高煤層瓦斯抽采量,而沖擊密度和鉆孔內(nèi)增透作業(yè)范圍是增透效果的重要影響因素。在較硬煤層中以鉆孔內(nèi)平均增透范圍100 m、0.5次/m沖擊密度作業(yè)增透效果最佳。研究成果為可控電脈沖波增透技術(shù)在我國低透氣性煤層的增透施工方案設(shè)計中提供參考。

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【部分圖文】：

圖1 可控電脈沖波作用區(qū)域示意

可控電脈沖波增透技術(shù)采用多次、復(fù)合電脈沖波可實現(xiàn)作用效果、作用距離等都可控的過程。與爆燃壓裂不同[20]，可控電脈沖波增透技術(shù)在煤層中的作用形式分為3種：沖擊波、壓縮波、彈性波，與之對應(yīng)的作用區(qū)域分為：裂縫區(qū)、裂隙區(qū)、彈性區(qū)。作用區(qū)域如圖1所示。a.裂縫區(qū)沖擊波從鉆孔處向煤層內(nèi)部....

圖2 可控電脈沖波工作流程

可控電脈沖波技術(shù)實施時，首先通過鉆機在煤層中鉆孔，通纜鉆桿主要作用為傳輸鉆孔外控制設(shè)備的指令�？變�(nèi)設(shè)備在接收到經(jīng)鉆桿傳輸?shù)男盘柡螅邏褐绷麟娫唇o儲能器進行充電。充電結(jié)束后，聚能棒在水中閃爆，形成的沖擊波作用在液體內(nèi)，液體沖擊波作用在煤層上。多個脈沖波相互復(fù)合，對煤層進行多次沖擊作....

圖3 山西保德煤礦81310工作面可控電脈沖波試驗鉆孔布置

為了提高改造效果，本次依據(jù)體積改造原理[14]，即單組改造、多組復(fù)合方式進行作業(yè)。對各觀測孔結(jié)果平行對比，以提高試驗結(jié)果的可信度。本次在礦井81310回風(fēng)巷道9L—18L聯(lián)巷間約720m的區(qū)域內(nèi)共進行了9組電脈沖波增透試驗，組與組之間的距離大于40m，第11L聯(lián)巷和第15L聯(lián)....

圖4 增透孔組日均瓦斯抽采流量曲線

由于第八組鉆孔在完成沖擊作業(yè)后，交叉施工的定向孔與該孔串孔聯(lián)通，故該組數(shù)據(jù)僅做統(tǒng)計，不納入總結(jié)分析中。對全部36個鉆孔瓦斯抽采純量進行連續(xù)、獨立監(jiān)測，結(jié)果見表3，增透孔組日均瓦斯抽采流量曲線如圖4所示。通過對增透孔抽采數(shù)據(jù)持續(xù)半年的統(tǒng)計(2019年1月22日至2019年6月22日....

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