脉冲超声波激励
对煤的孔隙全尺度改造效应
林海飞1,2， 仇 悦1， 韩双泽1， 高海东3，
杨二豪1， 王瑞哲1， 严 敏1,2
(1. 西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2. 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西 西安 710054；3. 陕西黄陵二号煤矿有限公司，陕西 黄陵 727307)
01
创新点
1. 通过实验揭示了脉冲超声激励对煤的孔隙全尺度改造效应：通过超声波功率的规律性改变，形成水锤压力阶段和滞止压力阶段的持续转换，使得超声波能量对煤体进行循环冲击，增加了煤体孔隙结构的损伤程度。
2. 指出进一步攻关方向：通过研发脉冲超声波发射器，结合煤层水力割缝或压裂技术，可实现水力−超声波协同致裂增渗高效抽采瓦斯目的。
02
文章主要内容
1 实验方案
1.1 煤样的采集及制备
1.2 实验仪器设备
1.3 实验步骤
2 实验结果
2.1 低压CO₂吸附实验结果
2.2 低温N₂吸附实验结果
2.3 高压压汞测试结果
3 实验结果分析
3.1 脉冲超声波激励煤的孔隙全孔径段分析
3.2 脉冲超声波激励煤的孔隙结构参数演化特征
3.3 脉冲超声波对煤的孔隙改造机理及启示
4 结 论
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03
作者简介
林海飞，教授，博导，现任西安科技大学学科办副主任，兼任煤炭行业西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心常务副主任，中国职业安全健康协会煤矿瓦斯专业委员会青年专委会副主任，中国煤炭工业技术委员会煤矿通风与安全专家委员会委员，《采矿与安全工程学报》《采矿与岩层控制工程学报》编委，《煤炭学报》《煤炭科学技术》《中国安全科学学报》等青年编委，陕西省重点科技创新团队、陕西高校首批青年创新团队带头人。获孙越崎青年科技奖、陕西省杰出青年基金、陕西省青年科技奖、陕西省中青年科技创新领军人才等。
研究方向：主要从事煤矿瓦斯灾害防治理论和技术的教学与科研工作，提出了煤层瓦斯分时分区精准预抽方法，研究煤层采动覆岩卸压瓦斯靶区抽采理论与技术，探索了低渗煤层致裂增流瓦斯抽采基础理论。
主要成果：主持国家自然科学基金项目4项，国家重点研发计划子任务1项，省部级及企业合作项目50余项，以第一/通讯作者发表SCI/EI收录论文50余篇。出版学术专著及教材15部，授权国家发明专利21项。获省部级/行业协会一等奖5项（2项排名第1，2项第2，1项第3）、二等奖9项（3项排名第1，4项第2）。
林海飞，仇悦，韩双泽，等. 脉冲超声波激励对煤的孔隙全尺度改造效应[J]. 煤田地质与勘探，2023，51(8)：139−149. doi:
10.12363/issn.1001-1986.23.01.0033
