高压电脉冲放电致裂增透煤体是一种安全高效的煤体增透方法,但目前关于液相放电致裂煤体的研究所选用的溶液多为水或者常见的单一导电溶液,针对混合导电溶液致裂增透煤体的效果研究较少,并且缺少单一导电溶液和混合导电溶液对煤体增透效果的定量对比分析。 本文选取无烟煤作为实验煤样,NaCl溶液、Na₂SO₄溶液及CaCl₂溶液作为导电介质,利用高压电脉冲放电致裂增透实验系统,分别在水、单一导电溶液以及混合导电溶液中进行高压电脉冲放电实验,对比分析实验前后煤样的宏微观破裂特征以及渗透率的改变情况。主要研究结果如下: (1)在12kV条件下,当NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、CaCl₂溶液的浓度分别升高至1.2mol/L、1.6 mol/L、1.8mol/L时,电脉冲击波压力峰值的平均值趋于稳定,此时对比在水中放电,冲击波压力峰值的平均值分别提升了74.7%、105.2%、125.6%。 (2)当NaCl溶液、CaCl₂溶液和Na₂SO₄溶液的浓度为1.2mol/L、1.8 mol/L、1.6 mol/L时,各测点的首波声时差均升高到最大值,表明此时煤样的碎裂情况最明显,内部损伤情况最剧烈。 (3)当放电电压为12kV时,经1.2mol/L的NaCl溶液、1.6 mol/L的Na₂SO₄溶液和1.8 mol/L的CaCl₂溶液处理后的煤样实验前后渗透率的改变量最大,因此在此条件下NaCl溶液的最佳浓度为1.2mol/L,Na₂SO₄溶液的最佳浓度为1.6mol/L,CaCl₂溶液的最佳浓度为1.8mol/L。 (4)将最佳浓度的三种单一导电溶液混合,得到三种混合导电溶液,当放电电压为12kV时,C混合形式导电溶液(1.6 mol/LNa₂SO₄与1.8mol/LCaCl₂混合)对煤样的裂隙扩展效果最佳;在三种混合导电溶液中放电产生的冲击波压力峰值的均值为9.765MPa,相较于在最佳浓度各单一导电溶液中放电产生的冲击波压力峰值的均值6.024MPa升高62.1%;三种混合导电溶液对煤样实验前后渗透率的改变量均值为5.331mD,相较于最佳浓度各单一导电溶液对煤样实验前后渗透率的改变量均值为2.788mD,升高了91.2%。综上所述混合导电溶液的冲击波压力峰值、裂隙扩展及渗透率提升效果均显著优于最佳浓度单一导电溶液。 图32表43参考文献81