低透难抽煤层等离子体致裂增透机制及研究进展

作者

林柏泉张祥良
单位

中国矿业大学安全工程学院中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心中国矿业大学煤矿灾害防控全国重点实验室中国矿业大学资源与地球科学学院
摘要

瓦斯抽采是实现灾害防治与瓦斯资源化利用的根本措施，但我国大多数煤层渗透率低、瓦斯吸附性强、抽采难.以物理放电为基础的等离子体技术，以其快速可控、洁净增渗等特性，在煤层增透领域受到高度关注，对提高瓦斯抽采效率与防治瓦斯灾害具有重要应用价值，但其增透机制尚不明确.本文在多年研究工作的基础上，从电破碎的角度出发，回顾了等离子体致裂低渗煤体的发展历程，并从等离子体对煤体微观官能团结构、孔隙结构以及宏观裂隙结构等多个角度出发，深入分析了等离子体击穿煤体的基础理论，并总结了等离子体对煤体内瓦斯的解吸及渗流的影响规律及其主要影响因素，结合笔者所在研究团队多年来的研究工作及国内外最新研究进展，指出了当前等离子体技术在低渗煤层应用中亟待解决的瓶颈问题和方向，并提出了等离子体技术结合其他增透技术联合使用的新思路，在面向深地瓦斯资源开发与灾害防治方面具有重要科学意义.
关键词

低渗煤层等离子体致裂增透瓦斯抽采瓦斯渗流
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(52304269)；江苏省自然科学基金项目(BK20221122)；江苏省卓越博士后计划项目(2022ZB510)；中国博士后科学基金第70批面上项目(2021M703504)；
文章目录

1 等离子体的基本原理和特性
1.1 等离子体的定义和形成过程
1.2 等离子体技术的研究基础及应用现状
2 等离子体致裂煤岩的原理和方式
3 电破碎致裂煤岩研究现状
4 等离子体致裂煤岩主要研究进展
4.1 对煤体官能团结构的影响作用
4.2 对煤体微观孔隙和宏观裂隙的影响规律
4.3 对煤体解吸能力的影响规律
4.4 对煤体内瓦斯流动的影响特征
5 未来发展方向和应用前景
5.1 实验室及理论研究
5.2 现场实施
6 主要结论
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这篇文章属于“矿井瓦斯防治利用战略研究与进展”专题（10篇）