基于空气环境下的高压击穿电热致裂煤体实验研究

林柏泉^1,2，闫发志^1,2，朱传杰^1,2，郭畅^1,2，周延¹

1. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：利用搭建的高压击穿电热致裂煤体试验系统,以贵州林华煤矿的无烟煤为研究对象,研究了在空气环境下高压击穿电热致裂煤体的可行性,并对高压击穿电热致裂煤体的宏观和微观特征进行了研究。实验结果表明,在针-针电极下,空气介质的击穿场强为18.0¹8.3 k V/cm,煤体的击穿场强为0.3⁰.8 k V/cm,无烟煤的击穿场强小于空气的击穿场强。在相同条件下,各个煤样的击穿电压和破坏特征均不相同,击穿电压在20⁴1 k V,煤样主要有3种破坏类型。高压击穿电热致裂煤体过程中,等离子体通道位置的煤样呈现出烧灼状态,形成了大量裂隙和孔隙。同时,等离子通道周围煤体在高温条件下发生氧化反应,形成了新的氧化产物。

关键词：高压击穿;电热致裂;煤体;煤层气;击穿场强;等离子通道;