【摘 要】
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我国拥有大量具有低煤层渗透率的煤层气资源储备,煤矿瓦斯的抽采效率受到很大的限制。因此,瓦斯抽采效率的提高需要采用新的方法来实现。本文将采用电脉冲致裂煤体增透技术进行高压电脉冲煤层增透系统的设计。该系统最重要的部分就是对作为储能装置的电容器进行充电。本文通过利用高频谐振变换器与Marx发生器相结合来实现对系统充放电的设计。本文对高频变换器中的串联谐振工作方式进行了详细的分析,并选取工作性能最好的断续
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我国拥有大量具有低煤层渗透率的煤层气资源储备,煤矿瓦斯的抽采效率受到很大的限制。因此,瓦斯抽采效率的提高需要采用新的方法来实现。本文将采用电脉冲致裂煤体增透技术进行高压电脉冲煤层增透系统的设计。该系统最重要的部分就是对作为储能装置的电容器进行充电。本文通过利用高频谐振变换器与Marx发生器相结合来实现对系统充放电的设计。本文对高频变换器中的串联谐振工作方式进行了详细的分析,并选取工作性能最好的断续工作模式。同时介绍了电容器组构成的Marx发生器储能装置,其优势是通过电容器之间巧妙的结构设计来实现并联充电-串联放电的工作模式。在此基础上进行高压电脉冲系统的初步设计并通过仿真实验进行可行性分析。控制系统在硬件上采用STM32F407作为主控芯片进行相关的硬件设计,并利用MATLAB中的GUI模块进行上位机设计。对高压电脉冲系统进行水中放电试验,根据电脉冲水中放电实验的原理和采集的数据对不同电压放电时沉积能量的计算,电压值为16KV是放电效率相对较高。进行煤层增透实验时,16KV的电压仅六次电脉冲冲击就使煤样完全破裂,增透效果显著。图[49] 表[1] 参[82]
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