TEM法探测煤岩水力压裂有效影响范围的实验研究与应用

本研究论文主要探讨了如何利用瞬变电磁法(TEM)来解决煤岩水力压裂过程中的关键问题——高压水流动方向和影响范围的确定。瞬变电磁法作为一种无损检测技术，其原理是通过发射脉冲式一次电磁场，然后观测由地下涡流产生的二次电磁场的时间和空间分布，以此揭示地下不同导电性介质的分布特性。在煤矿井下，由于探测位置的不同，地面和井下的瞬变电磁响应模式有所区别，地面响应是半空间的，而井下则是全空间。 论文的背景指出，水力压裂作为一种有效的煤岩卸压增透方法，能显著提升瓦斯抽采效率。然而，实际应用中存在诸多挑战，如高压水流动路径和影响范围的不确定性。传统的手段难以准确把握这一过程，因此引入了瞬变电磁法作为辅助工具。通过在新安矿14230工作面的现场实验，研究者对水力压裂前后煤层及其顶板的电磁场变化进行了深入探测和分析。 实验结果显示，瞬变电磁法能够有效地捕捉到高压水在煤岩层中的流动情况，无论是沿煤层走向、倾向还是垂直于煤层的法向。这种方法不仅提供了更直观的高压水流动路径图像，还使得确定水力压裂的有效影响范围成为可能。这对于优化水力压裂技术、提高压裂效果至关重要，有助于减少因技术不完善导致的问题，从而提升整个煤炭开采过程的安全性和经济效益。 这篇论文不仅阐述了瞬变电磁法的基本原理和在煤矿井下应用的适应性，而且通过实际操作展示了其在煤岩水力压裂过程中测定高压水流动和影响范围的独特价值。这项研究对于改进水力压裂技术、指导煤炭开采实践具有重要的理论和实践意义。