脉冲超声波激励对煤的孔隙全尺度改造效应

为深入研究脉冲超声波激励对煤体孔隙结构的改造效应，利用含瓦斯煤体超声波激励实验系统，开展超声波功率800和1 000 W持续、交互脉冲下煤的超声波激励实验，综合低压CO2吸附、低温N2吸附和高压压汞等实验，研究煤的大孔(>50 nm)、介孔(2～50 nm)、微孔(<2 nm)全孔径段的孔隙参数演化规律。实验结果表明：脉冲超声波对煤的孔隙具有扩孔效应，煤的孔容占比以微孔和大孔为主，介孔占比最小，煤中各孔径段比表面积大小为：微孔>介孔>大孔；与未超声、持续超声激励煤样相比，脉冲超声波激励煤的各孔径段孔容和比表面积均有所提高；随脉冲次数增加，煤的孔容增幅和比表面积增幅呈正线性增大，其中大孔的孔容和比表面积增幅较为显著。脉冲超声波激励煤样形成水锤压力阶段和滞止压力阶段的持续转换，增加了煤的孔隙结构损伤程度。研发脉冲超声波发射器结合水力化技术，可提高煤的孔隙发育程度，增加煤体渗透性，提高瓦斯抽采效率。