航天固體推進劑對煤儲層致裂增透試驗研究

李軍軍 ，余夢飛 ，李國富 ，王 爭 ，龔 健 ，高軍科

（1.煤與煤層氣共采國家重點實驗室, 山西 晉城 048012；2.易安藍(lán)焰煤與煤層氣共采技術(shù)有限責(zé)任公司, 山西 太原 030031；3.河南理工大學(xué) 土木工程學(xué)院, 河南 焦作 454000；4.湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所, 湖北 襄陽 441003）

0 引 言

我國煤層氣資源豐富，儲量約36.8 萬m3，位居世界第三，開發(fā)和利用潛力巨大[1-2]，但煤層滲透率普遍偏低，一般在（0.001～1.800）×10-3μm2[3]。目前，提高煤層的滲透性已經(jīng)成為我國煤層氣抽采效果成敗的關(guān)鍵，不僅商業(yè)開采面臨挑戰(zhàn)，而且制約煤礦的安全綠色生產(chǎn)[4]。因此，研究低滲透煤層增透技術(shù)迫在眉睫。國內(nèi)外煤炭工作者對提高煤層滲透性進行了長期探索和實踐，目前提高煤層滲透性的技術(shù)主要有水力壓裂、水力割縫、開采解放層、深孔爆破預(yù)裂、等離子脈沖等[5-9]。水力壓裂和水力割縫耗水量大，且活性水壓裂液中的化學(xué)添加劑對地下水資源造成污染，大量的活性水壓裂液會占據(jù)煤層氣流通通道，導(dǎo)致產(chǎn)氣量降低；深孔預(yù)裂爆破實施過程易發(fā)生事故；開采解放層多適用于煤層組的聯(lián)合抽采，但對于單一厚煤層，壓裂施工復(fù)雜，效果不理想；等離子脈沖技術(shù)對于儲層改造效果維持時間難以保證且成本過高。

高能氣體壓裂技術(shù)最早于19 世紀(jì)60 年代由美國提出[10]，其實質(zhì)是通過非爆炸方式產(chǎn)生大量氣體，促使脆性煤巖體產(chǎn)生較長的多裂縫體系，溝通更多的天然裂縫，形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)裂縫，達(dá)到致裂效果的目的[11-14]。陳莉靜等[15]利用斷裂力學(xué)初步揭示了高能氣體作用下的致裂機理；王建中[16]在恩洪盆地進行了實地試驗，證明高能氣體壓裂技術(shù)應(yīng)用于煤層氣開發(fā)的研究思想是可行的；吳飛鵬等[17]分別利用不同加載條件下的巖石動態(tài)損傷模擬試驗和理論研究，建立了高能氣體壓裂載荷計算模型與合理藥量的確定方法；ZHU 等[18]基于數(shù)值模擬對高壓空氣爆破可增強瓦斯抽放效果進行量化，結(jié)果表明高壓空氣爆破引起的損傷可有效促進瓦斯抽采；賀飛飛[19]通過數(shù)值模擬結(jié)合理論分析，探究了高能氣體壓裂煤系復(fù)合儲層裂縫穿層擴展機理。

利用航天固體推進劑爆燃產(chǎn)生高能氣體是一種典型的高能氣體壓裂技術(shù)，因其不需要大型施工設(shè)備、作業(yè)過程和普通炸藥爆破類似，并且可以通過控制推進劑當(dāng)量和成分比例來控制產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣速度等優(yōu)點，在油氣開采領(lǐng)域已經(jīng)開展了大量應(yīng)用，是目前認(rèn)可度較高的一種致裂技術(shù)。但是航天固體推進劑在煤層氣開采領(lǐng)域的應(yīng)用和研究還停處在初級階段，尤其是利用航天固體推進劑致裂煤樣過程中孔壁壓力時空演化規(guī)律和煤樣內(nèi)應(yīng)力場缺乏系統(tǒng)性研究。

為此，筆者首先以民用航天固體推進劑配方為基底，研發(fā)了一種煤礦用固體推進劑，并對其性能、感度、耐壓和耐溫性能進行了測試，然后采用模擬煤樣開展了航天固體推進劑致裂試驗，并對試驗過程中的孔壁壓力和模擬煤樣內(nèi)應(yīng)變進行了監(jiān)測，最后根據(jù)試驗結(jié)果分析了模擬煤樣的破壞形態(tài)。以期為航天固體推進劑在煤層氣開采領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 航天固體推進劑產(chǎn)氣原理與高能氣體致裂機理

1.1 航天固體推進劑產(chǎn)氣原理

航天固體推進劑主要由加熱劑、產(chǎn)氣劑和供氧劑等組成。其中供氧劑給加熱劑提供氧氣，使其發(fā)生氧化反應(yīng)并放出大量熱量，然后產(chǎn)氣劑受熱分解產(chǎn)生大量氣體。筆者選擇采用鋁粉為加熱劑，選擇高氯酸銨為供氧劑和主要的產(chǎn)氣劑制作高能氣體壓裂劑。高溫情況下高氯酸銨分解產(chǎn)生氧氣，同時鋁粉被氧氣氧化，放出大量的熱，又反過來促使以高氯酸銨為主的混合物受熱分解產(chǎn)生大量高溫高壓氣體產(chǎn)物（高能氣體），主要反應(yīng)方程式如式（1）—式（3）所示。

1.2 高能氣體致裂機理

推進劑被激發(fā)后在孔內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的氣體并迅速膨脹沖擊孔壁，在煤樣內(nèi)產(chǎn)生沖擊波或應(yīng)力波，從而在孔壁周圍產(chǎn)生粉碎區(qū)或徑向裂隙。隨后高溫高壓氣體產(chǎn)物在應(yīng)力波作用的基礎(chǔ)上開始膨脹做功，首先高溫高壓氣體楔入孔壁上的初始裂紋驅(qū)動其穩(wěn)態(tài)擴展，隨后高溫高壓氣體準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力場與原巖應(yīng)力場疊加致使裂紋尖端介質(zhì)發(fā)生準(zhǔn)脆性斷裂進一步促進裂紋擴展，最后裂紋尖端由于損傷局部化作用而再次在小范圍內(nèi)擴展。從而在鉆孔周邊形成大范圍的裂隙區(qū)，在一定程度上改善煤層氣儲層裂隙發(fā)育水平，疏通滲流通道，提高煤層滲透性。

此外，利用推進劑爆燃產(chǎn)生高能氣體對煤儲層進行致裂對煤層氣還具有較強的解吸作用：裂隙區(qū)以外的彈性區(qū)內(nèi)，煤樣微觀孔裂紋結(jié)構(gòu)和煤層氣賦存狀態(tài)受到擾動，打破了煤樣中煤層氣吸附與解吸的動態(tài)平衡，使部分吸附煤層氣轉(zhuǎn)化成游離煤層氣，構(gòu)成擾動解吸作用；推進劑在鉆井內(nèi)爆燃產(chǎn)生大量高溫氣體，而煤層氣的解吸屬于吸熱過程，這樣產(chǎn)生的熱量通過熱傳遞作用于鉆孔周圍的煤層，從而使處于動態(tài)平衡的瓦斯氣體朝著解吸的方向進行，構(gòu)成熱效應(yīng)解吸作用；航天固體推進劑中的主要成分是碳、氫、氧，完全燃燒后可產(chǎn)生大量的CO2，而煤對CO2分子的吸附效應(yīng)約是CH4（煤層氣的主要成分，甲烷）分子的2 倍，因此CO2分子可以通過替換CH4分子而使CH4分子解吸，使其成為游離態(tài)，構(gòu)成置換解吸作用。

2 航天固體推進劑壓裂模擬煤樣試驗

2.1 推進劑配比及性能

為研制適合煤儲層致裂增透的航天固體推進劑，根據(jù)航天固體推進劑的產(chǎn)氣原理和高能氣體致裂機理，對推進劑有以下要求：產(chǎn)生的氣體盡可能無毒無害無腐蝕性；高能氣體作用下煤樣不產(chǎn)生或產(chǎn)生較小的粉碎區(qū)，盡可能提高能量利用率；盡可能產(chǎn)氣量大，能夠穩(wěn)態(tài)驅(qū)動裂紋擴展較長距離，造成更大范圍的裂隙區(qū)；保證使用和生產(chǎn)過程中的安全。經(jīng)過分析，通過以下技術(shù)途徑實現(xiàn)以上要求：①慎選原材料并進行氧平衡計算，以碳、氫、氧、氮元素優(yōu)先為主，不含硫等，減少有毒有害氣體；②通過更改配比控制推進劑燃燒速度（產(chǎn)氣速度），從而使高能氣體作用下鉆孔附近產(chǎn)生的應(yīng)力波強度高于煤的動態(tài)抗拉強度，但低于煤的動態(tài)抗壓強度；③產(chǎn)氣劑選擇受熱分解后能夠產(chǎn)生大量氣體的化學(xué)物質(zhì)，本壓裂劑選擇高氯酸銨為作為主要的產(chǎn)氣劑；④不含爆炸物，如硝酸銨、高磷酸銨、硝基銨等，一般刺激源(如摩擦、撞擊、靜電)不能引發(fā)其燃燒，保證生產(chǎn)、儲備、運輸和使用安全。

以民用航天固體推進劑配方為基底，研發(fā)了一種煤礦用固體推進劑，其組分見表1。

表1 航天固體推進劑成分及比例Table 1 Composition and proportion of aerospace solid propellant

為了解推進劑的基本性能參數(shù)，根據(jù)火炸藥性能測試方法[20]對推進劑進行性能試驗，試驗結(jié)果見表2。結(jié)果表明：研發(fā)的推進劑產(chǎn)氣量大，約1 400 L/kg，且能釋放大量熱量，熱值約為3 500 kJ/kg。

表2 推進劑（試驗件）性能參數(shù)Table 2 Performance parameters of propellant (test piece)

為了解推進劑感度和耐溫與抗壓性能，對壓裂劑進行相應(yīng)的測試[20]，測試結(jié)果見表3，由表3 可以看出，配方的摩擦和撞擊感度、耐壓和耐溫性能較好，可以滿足生產(chǎn)、儲備、運輸和使用的要求。

表3 推進劑感度、耐壓和耐溫試驗結(jié)果Table 3 Test results of propellant sensitivity, pressure and temperature resistance

2.2 試驗方法

根據(jù)文獻[21]的試驗結(jié)果，試驗選取水泥、沙子和水作為基本材料控制其模擬煤樣的結(jié)構(gòu)強度；選取石膏、珍珠巖、發(fā)泡劑和云母碎作為添加材料控制模擬煤樣的微裂紋、微孔洞、結(jié)構(gòu)面和內(nèi)部吸收、吸附及自由氣體。煤樣模擬材料及配比和基本物理力學(xué)性能參數(shù)見表4。

表4 模擬煤樣材料及配比和基本物理力學(xué)參數(shù)Table 4 Materials, proportions and basic physical and mechanical parameters of the simulated coal

同時為驗證本模擬材料的合理性，表5 給出了焦作中馬村礦煤的基本力學(xué)參數(shù)，對比表4 和表5可知，本模擬材料的強度、泊松比和彈性模量與原煤相差較小，模擬煤樣可以用來研究航天固體推進劑致裂煤儲層特性制作的模擬煤樣試塊尺寸為1 000 mm×1 000 mm×600 mm，如圖1a 所示，人工攪拌，在模板中配以小型振動板振動搗固成形，人工養(yǎng)護28 d。在試塊中間預(yù)留直徑50 mm 的裝藥孔，孔深為400 mm，推進劑放入后，用植筋膠填塞，利用引火藥頭起爆，制作的推進劑試樣和點火頭如圖1b 和圖1c 所示。

圖1 航天固體推進劑模擬煤樣致裂試驗Fig.1 Aerospace solid propellant fracturing simulation coal sample test

表5 原煤的基本力學(xué)參數(shù)Table 5 Basic mechanical parameters of coal

通過在孔壁上粘貼壓力傳感器的方式實現(xiàn)孔壁壓力測試。試驗時將壓力傳感器用502 膠水粘到孔壁上，通過信號線從孔口導(dǎo)出到信號采集系統(tǒng)。高能氣體作用到孔壁上時擠壓傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的壓力信號，經(jīng)電荷放大器傳輸給信號采集系統(tǒng)，從而實現(xiàn)孔壁壓力的測試。試驗采用PVDF 壓力傳感器（圖2a）、信號采集系統(tǒng)采用采樣頻率200 kHz 的DH5922N動態(tài)應(yīng)變儀（圖2b），孔壁壓力測試測點布置如圖2c所示。

圖2 孔壁壓力測試Fig.2 Borehole wall pressure test

圖3 為應(yīng)變測試。根據(jù)應(yīng)力波指數(shù)衰減規(guī)律，在裝藥段中部預(yù)留距鉆井中心距離分別為125、225、350、500 mm 的4 個位置預(yù)埋應(yīng)變磚，應(yīng)變磚尺寸為20 mm×20 mm×20 mm，其材料及配比與大試塊的材料和配比相同。每個應(yīng)變磚上黏貼應(yīng)變片，采用成都電測儀器廠生產(chǎn)的型號為BF120-3AA 的應(yīng)變片。采用DH5922N 動態(tài)信號采集系統(tǒng)采集應(yīng)變波形，分析煤樣中應(yīng)力波傳播與衰減規(guī)律。

圖3 應(yīng)變測試Fig.3 Strain test

3 試驗結(jié)果及分析

3.1 孔壁壓力測試結(jié)果及分析

試驗對孔中和孔底2 個位置的壓力進行測試，試驗結(jié)束后，從DHDAS 動態(tài)信號分析軟件中導(dǎo)出孔底和孔中的壓力時程曲線，為便于分析，截取曲線特征明顯部位進行分析。測試結(jié)果如圖4 所示。

圖4 孔壁壓力時程曲線Fig.4 Pressure-time curve in the borehole

由圖4 可以看出，高能氣體作用下鉆井孔中和孔底的壓力時程曲線變化趨勢一致，呈現(xiàn)出急速升壓階段、緩慢升壓階段和非線性降壓階段。推進劑被激發(fā)后，產(chǎn)生大量的高壓高溫的氣體并快速膨脹沖擊孔壁，使孔壁壓力快速上升，同時誘發(fā)煤樣內(nèi)的應(yīng)力波，在應(yīng)力波作用下孔壁出現(xiàn)初始裂紋。隨著孔壁起裂，高能氣體楔入到裂紋內(nèi)并驅(qū)動裂紋穩(wěn)態(tài)向前擴展，氣體不斷進入煤樣，但此時推進劑還在持續(xù)反應(yīng)產(chǎn)生高能氣體，生成的氣體量大于進入煤樣的氣體量，因此孔壁壓力持續(xù)上升，但上升速度減慢。隨著裂紋的發(fā)育直至貫通，煤樣破裂，氣體快速泄出，孔壁壓力快速下降至1 MPa 以下。

壓力時程曲線無論上升段還是下降段均有明顯的波動現(xiàn)象，這不僅跟 PVDF 壓電傳感器自身特性有關(guān)，還與氣體在鉆井內(nèi)非均勻流動現(xiàn)象以及推進劑產(chǎn)氣速度受鉆井內(nèi)氣壓影響不穩(wěn)定有關(guān)。

表6 為航天固體推進劑致裂煤樣過程中孔壁壓力測試統(tǒng)計結(jié)果。從表中可以看出，推進劑致裂煤樣過程中，孔壁壓力峰值較小、加載時間較長 。推進劑致裂煤體孔壁壓力上升時間約18 ms，壓力峰值為85.3～118.1 MPa，而炸藥爆破作用下孔壁壓力在幾微秒便能達(dá)到幾千甚至幾萬兆帕[22]，水力壓裂為靜態(tài)荷載，壓力峰值一般較低[23]。炸藥爆破產(chǎn)生的荷載動態(tài)沖擊作用較強，水力壓裂是完全的靜態(tài)荷載，而高能氣體作用下產(chǎn)生的荷載既有動態(tài)沖擊作用，也有氣體的準(zhǔn)靜態(tài)作用，且以氣體的準(zhǔn)靜態(tài)作用為主。

表6 孔壁壓力測試統(tǒng)計結(jié)果Table 6 Statistical results of borehole wall pressure test

表7 各測點應(yīng)變峰值Table 7 Peak strain of each measuring point

通過表6 可以看出，航天固體推進劑致裂煤樣過程中，鉆孔內(nèi)壓力分布不均勻，孔底壓力峰值比孔中小。兩方面可以解釋以上現(xiàn)象：①推進劑點火端在鉆井上部，因此鉆井上部優(yōu)先起裂，并且裂紋擴展程度從上到下逐漸降低，孔壁上部出現(xiàn)裂紋后，氣體不斷進入煤樣，高能氣體到達(dá)孔底時孔內(nèi)氣體量減少，壓力下降。②氣體都有一定的黏性，推進劑產(chǎn)生的氣體在通過孔壁與壓裂劑管壁之間的空隙流向炮孔底部時，氣體的流層與流層之間、氣流與孔壁及壓裂劑管壁之間存在相對方向的運動，該運動促使氣體流層之間，氣流和孔壁及壓裂劑管壁之間產(chǎn)生摩擦力，克服這種摩擦力會消耗高能氣體的部分能量，從而造成氣體壓力的減小，因孔底距離點火端(產(chǎn)氣端)較遠(yuǎn)，氣體流經(jīng)長、所以壓力衰減大。

3.2 應(yīng)力波測試結(jié)果及分析

試驗對距離裝藥孔125、225、350、500 mm 處的4 個測點的徑向應(yīng)變進行了測試。為便于分析，截取波形特征明顯部位從DHDAS 動態(tài)信號分析軟件中導(dǎo)出，部分測試結(jié)果如圖5 所示。

圖5 高能氣體作用下煤樣內(nèi)應(yīng)變波Fig.5 Strain wave in coal under the action of high-energy gas

從圖5 中可以看出，各測點處一般形成2 段應(yīng)變波形。從測點第一段完整應(yīng)變波波形可以看出，測點首先承受壓應(yīng)力，而后承受拉應(yīng)力；在作用時間上，高能氣體作用下煤樣內(nèi)應(yīng)變波壓縮相持續(xù)時間比拉伸相短，整體應(yīng)變波持續(xù)時間大于炸藥爆破，高能氣體作用下應(yīng)變波壓縮相的作用時間為2.3～5.6 ms，拉伸相的作用時間為3.1～8.7 ms，而炸藥爆炸應(yīng)力波壓縮相作用時間為40～50 μs，拉伸作用時間為100 μs 以上[24]。

為分析高能氣體作用下煤樣內(nèi)應(yīng)力波傳播與衰減規(guī)律，做出高能氣體作用下徑向應(yīng)力波峰值隨距離分布的散點圖，并對散點圖進行非線性擬合(擬合公式為y=arˉα， 其中rˉ比例距離為測點到鉆孔的距離與鉆孔半徑比值)，擬合結(jié)果如圖6 所示。由擬合結(jié)果可知，高能氣體作用下煤樣中應(yīng)力波衰減指數(shù)α 為：1.67，符合α =2-μ/(1-μ) (μ為煤樣的泊松比，0.14～0.3)，而炸藥爆破作用下煤樣內(nèi)應(yīng)力波衰減系數(shù)基本符合 α=3-μ/(1-μ)[24]，即高能氣體沖擊作用下煤樣內(nèi)應(yīng)力波衰減較慢。

圖6 高能氣體作用下應(yīng)力波衰減規(guī)律Fig.6 Stress wave attenuation law under high-energy gas action

高能氣體作用下煤樣內(nèi)應(yīng)變波持續(xù)時間大于炸藥爆破，應(yīng)變峰值小于炸藥爆破，即高能氣體作用下煤樣的應(yīng)變率小于炸藥爆破。應(yīng)變率越小，能量耗散越少，所以航天固體推進劑致裂煤樣過程中煤樣內(nèi)應(yīng)力波衰減較慢。

3.3 模擬煤樣破壞形態(tài)分析

圖7 給出了一組推進劑致裂煤樣試驗后試塊的破壞形態(tài)。從圖7 中可以看出，高能氣體作用下試塊產(chǎn)生的裂紋呈現(xiàn)隨機分布，并且裂紋發(fā)育良好，全部貫通，未出現(xiàn)次生裂紋，爆破孔周微裂紋數(shù)量較少，無論是主裂紋還是未發(fā)育的微裂紋都近似沿著孔的徑向向外擴展。碎塊的斷口多為不規(guī)則的粗糙面，有部分碎塊剝落現(xiàn)象，符合拉伸破壞的特征。

圖7 試塊破壞形態(tài)Fig.7 Damage pattern of the test block

從孔壁破壞特征可以看出，孔壁表面基本完好無損，高能氣體作用下試塊沒有出現(xiàn)壓碎區(qū)。此外，高能氣體作用下產(chǎn)生的碎塊以大塊為主，致裂過程中沒有出現(xiàn)碎塊蹦飛現(xiàn)象。綜合以上現(xiàn)象可以得出：利用航天固體推進劑致裂，試塊破碎程度不高，但致裂效果好。主要原因如下：

1)高能氣體壓裂以氣體的準(zhǔn)靜態(tài)作用為主。高能氣體破巖分為兩個過程，即作用下應(yīng)力波的動態(tài)加載階段和高能氣體的準(zhǔn)靜態(tài)加載階段。高能氣體的準(zhǔn)靜態(tài)加載階段在應(yīng)力波加載階段的后面，加載壓力較低，因此高能氣體準(zhǔn)靜態(tài)加載主要作用是使應(yīng)力波造成的初始裂紋穩(wěn)態(tài)擴展，而不是產(chǎn)生新的裂紋。

2)應(yīng)力波加載速率對于材料的斷裂韌性有重要影響。對于大多數(shù)材料來說，在沖擊荷載條件下的斷裂韌性低于靜態(tài)斷裂韌性。在靜態(tài)加載范圍內(nèi)，斷裂韌性保持相對穩(wěn)定，在中等加載范圍內(nèi)，斷裂韌性隨加載速率的增加而降低。爆破工程中，加載速率一般為中加載或動加載。根據(jù)3.2 節(jié)分析，炸藥爆破作用下煤樣內(nèi)應(yīng)力波加載速率大于高能氣體，這說明高能氣體致裂過程中煤樣的斷裂韌性大于炸藥爆破，因此高能氣體作用下試塊破碎程度不高。

3)應(yīng)力波加載速率越小，試塊孔附近產(chǎn)生的裂紋數(shù)量越少。炸藥爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波加載速度遠(yuǎn)大于高能氣體，在相同的時間內(nèi)炸藥爆破可以做更多的功，裂隙區(qū)開端的介質(zhì)產(chǎn)生的合成位移更大，孔口附近形成了更多的裂紋，這些裂紋還可能分叉又來消耗應(yīng)力波的能量。高能氣體作用下，煤樣內(nèi)應(yīng)力波加載速率低，同一時間做的功少，相同的時間內(nèi)不足以產(chǎn)生與炸藥爆破相同數(shù)量的裂紋。裂紋數(shù)量越少，擴展相同的距離消耗的能量越少，擴展范圍越大。

4)高能氣體作用下孔壁荷載遠(yuǎn)小于炸藥爆破，煤樣中產(chǎn)生的應(yīng)力波強度低，不足以使試塊孔口附近產(chǎn)生壓碎區(qū)。炸藥爆破作用下孔壁附近煤樣產(chǎn)生的應(yīng)力波強度能達(dá)到幾千甚至幾萬兆帕，遠(yuǎn)大于煤樣的動態(tài)抗壓強度，而高能氣體作用下煤樣內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力波強度只有幾十到幾百兆帕，大多數(shù)情況下小于煤樣的動態(tài)抗壓強度。因此，高能氣體作用下煤樣很難產(chǎn)生壓碎區(qū)。炸藥爆破產(chǎn)生的應(yīng)力波強度很高，但大部分能量消耗在了壓碎區(qū)，較少比例的能量促進了裂紋的擴展。雖然高能氣體作用下產(chǎn)生的應(yīng)力波強度低，但其不產(chǎn)生壓碎區(qū)，大部分的能量促進了裂紋的擴展。

4 結(jié) 論

1)分析了航天固體推進劑產(chǎn)氣原理和高能氣體致裂機理，并據(jù)此研發(fā)了一種產(chǎn)氣量大、解吸效果強、性能良好的煤礦用固體推進劑。

2)航天固體推進劑致裂煤樣過程中孔壁壓力時程曲線可分為3 個階段，即急速升壓階段、緩慢升壓階段和非線性降壓階段。試驗條件下孔壁荷載升壓時間約為18 ms，壓力峰值較小，且壓力在孔內(nèi)分布并不均勻。

3)高能氣體作用下，煤樣內(nèi)應(yīng)力波由壓縮相和拉伸相組成；高能氣體誘發(fā)的應(yīng)力波強度低，持續(xù)時間長且衰減緩慢。

4)航天固體推進劑致裂煤儲層以氣體的準(zhǔn)靜態(tài)作用為主，且應(yīng)力波能量利用率高。