金属矿山

作者：蒋长宝,吴家耀,闫发志,彭守建

单位：1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室,重庆 400030;2. 太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024

关键词：高压电脉冲,电破碎效应,煤层增透,储层改造,煤层气开采,

我国大部分煤层低透气性的特点严重制约了煤层气高效开采,高压电脉冲作为一种安全、环保且重复可控的煤岩致裂增透技术,在煤层增透领域展现了广阔的应用前景。结合业内多年研究成果,回顾了高压电脉冲技术的基本概念及发展历程,剖析了该技术的致裂增透机制,并围绕放电参数、煤岩电学特性、煤岩矿物分布及孔裂隙特征、赋存条件4 个方面系统梳理了高压电脉冲煤岩致裂增透理论的研究进展。研究表明:2015 年以来,高压电脉冲技术研究热度显著上升,其典型作用机制包括液电效应和电破碎效应;高压电脉冲击穿煤岩过程可分为电场加载、极化、击穿和稳定4 个阶段,煤岩孔隙结构在应力波作用下经历了扩孔、破裂、贯穿和扩展裂隙的演化模式,从而提高了渗透性;放电参数决定裂隙网络的优化程度,煤岩电学特性影响击穿难度与能量传递,矿物分布及孔裂隙特征控制等离子体通道的形成与裂纹扩展,地应力与气体压力的耦合作用则共同调控煤岩裂隙演化与渗透性变化。基于上述分析,指出了该领域发展存在的主要问题,包括信息获取困难、致裂增透机制尚不明确及击穿场强较高等,展望“十五五”乃至更长时期,认为该领域未来发展的着力点在于:① 发展高压电脉冲致裂煤岩的实时监测技术;② 构建高精度的热流固化电多物理场耦合模型;③ 探索高压电脉冲协同多技术致裂煤岩增透。以期突破现有瓶颈,推动该技术的进一步发展。

来源：2025年第5期

《金属矿山》期刊编辑部

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