深孔预裂爆破增透技术在井筒揭煤中的应用研究摘要:为了增加煤层透气性、提高瓦斯抽采率、消除煤层突出危险性，通过数值模拟和现场试验的方法，对深孔预裂爆破煤层增透技术在低透气性高瓦斯煤层中的应用进行了系统研究，得出了煤岩不同的力学性质和控制孔的导向作用。通过对两个爆破孔与控制孔应力云图、裂隙图的数值模拟，再现了应力波在煤岩体中的传播与衰减规律，以及煤岩体裂隙的扩展变化过程。最后，在谢桥矿13-1煤层实施深孔预裂爆破试验，试验表明采用该技术显著增大了煤体透气性,提高了瓦斯抽采浓度和抽采量，故而是一种经济可行的对于防治低透气性高瓦斯煤层突出的方案。关键词：深孔预裂爆破；低透气性煤层；卸压增透中图分类号:TD235.33文献标志码:A文章编号：1672-1098(2016)01-0000-00Abstract：Inordertoincreasethecoalseampermeabilityandtherateofgasextraction,eliminatetheoutburst,basedonthemethodoftheoreticalstudyandnu-mericalsimulation,asystematicstudyofthelongboreholepre-splittingblastingappliedinthecoalseamswithlowpermeabilityandhighgaswascarriedout.Thedifferentmechanicalproper廿esofcoalandrockmassandtheguidingroleofthecontrolboreholewereobtained.Bynu-mericalSimula廿onofstressnephogramandfracturedia-gramintheareabetweenblastingboreholeandcontrolborehole,thepropagationandattenuationofstresswaveandcrackexpansionprocessincoalandrockmasswerereconstructed・Finally,thelongboreholepre-splittingblastingtestwascarriedoutinthe13-1coalseamofXieqiaoCoalMine,andtheresultsshowedthattheperme-abilityofcoalseamisincreasedbyusingthistechnology.Theconcentra廿onandquantityofgasextractionwereincreased.Itisaneconomicalandfeasibleschemeforthepreventionandcontrolofoutburstofcoalandgasincoalseamswithlowpermeabilityandhighgas・Keywords：longboreholepre-splittingblasting；lowpermeabilitycoalseam,pressurereliefandpermeabil-ityimprovement近些年我国的瓦斯抽采技术有较快的发展，但是总体水平仍然较低。其中一个重要原因就是绝大多数的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层属低透气性煤层，另外随着我国煤炭工业的发展，大多数煤矿已经进入深部开采，煤层瓦斯含量和压力不断增加，煤层透气性不断降低，瓦斯抽采愈加困难。因此，在抽采瓦斯过程中，如何增加煤层透气性已成为亟待解决的技术难题。近几年来，随着爆破技术，特别是深孔预裂爆破技术的不断完善和发展，使得这项技术在增加煤层透气性、提高瓦斯抽采率、防治煤与瓦斯突出等方面得到了广泛的应用，并取得了良好效果。国内许多学者也对深孔预裂爆破技术进行大量的研究。文献⑴从理论和模型实验两方面对深孔预裂爆破的控制孔作用进行了研究分析；文献［2］在岩石三向受力及其强度效应和Misses强度准则的基础上，推导出了在岩石中爆破后的压碎圈和裂隙圈半径公式；文献⑶利用岩石爆破理论和损伤力学理论，分析了爆破后爆炸应力波的作用机理及其作用下煤体的损失断裂准则；文献⑷在柱状空腔膨胀理论的基础上，分析研究了爆炸荷载作用下煤体的力学特性；文献⑸采用通用动力分析程序DYAN3D,模拟研究了爆破对煤体破坏的范围和瓦斯抽采的影响区域。本文在前人研究成果基础上，分析了煤岩体爆破和深孔预裂爆破强化增透的机理，结合谢桥矿瓦斯抽采技术经验及该矿实际情况，在中央风井揭13-1煤层前，开展深孔预裂爆破强化瓦斯抽采技术的应用研究,解决了揭煤过程中回风流瓦斯浓度超限的问题，大大缩短揭煤时间，对类似情况的井筒揭煤有重要意义。1深孔预裂爆破数值模拟分析11深孔预裂爆破强化增透机理利用深孔预裂爆破在煤体中新裂隙的产生和应力的降低打破了煤体中瓦斯吸附与解吸的动态平衡，使大部分吸附在煤体中的瓦斯转化成游离瓦斯，而游离瓦斯则通过裂隙运移并通过抽采钻孔进行抽采，在很大程度地释放了煤体的弹性潜能和瓦斯膨胀能，煤体的塑性增加，脆性减小，降低煤体中残存瓦斯的解吸速度。因此在煤体中形成一定范围的卸压区，在这个区域内，破坏了...