深部松软高瓦斯煤层底板岩层深孔聚能控制爆破增透研究

doi:10.13545/j.cnki.jmse.2023.0507

采矿与安全工程学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (6): 1311-1322.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0507

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深部松软高瓦斯煤层底板岩层深孔聚能控制爆破增透研究

张健玉1,2,3,刘泽功1,3,4,傅师贵1,3,乔国栋1,3,张鑫1,杨帅1

1. 安徽理工大学安全科学与工程学院,安徽淮南232001; 2. 蚌埠学院材料与化学工程学院,安徽蚌埠233030; 3. 合肥综合性国家科学中心能源研究院,安徽合肥230031; 4. 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001

出版日期:2024-11-15 发布日期:2024-11-29
通讯作者: 刘泽功，E-mail： zgliu@aust.edu.cn ，Tel： 13705544208
作者简介:张健玉(1996— ),男,河南省新乡市人,博士,讲师,从事爆破安全及瓦斯灾害防治方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(52074013);安徽省自然科学基金项目(YJS20210395)

Study on permeability enhancement by deep-hole shaped-charge controlled blasting of deep soft and high gas coal seam floor

Online:2024-11-15 Published:2024-11-29

摘要/Abstract

摘要： 为解决深部松软高瓦斯煤层深孔预裂爆破增透时存在的问题,提出了底板岩层爆破增透方法,搭建了双向加载气固耦合爆破相似模拟实验系统,开展了普通药包、聚能药包和控制孔爆破的对比实验。结果表明:普通药包爆破后能量大部分作用于底板岩层,对底板造成过度破坏,无法有效致裂上方煤体;布置控制孔爆破后测点拉应变峰值明显增大,煤体形成大量拉伸裂纹,损伤范围增大;聚能药包爆破后静载作用时间增加,聚能方向爆破裂纹集中扩展。聚能药包爆破后对底板的破坏减少了26.67％,对煤体的损伤提高了167％,有效致裂煤体的同时减少了对底板的破坏。使用ANSYS／LS-DYNA软件对普通药包和聚能药包耦合控制孔爆破进行对比分析,结果表明:聚能药包耦合控制孔相较于普通药包爆破,可在爆破孔和控制孔连线形成“倒三角形”应力集中区域,对煤体的损伤率提高了85.37％,对底板的损伤率减少了32.07％,爆破效果明显优于普通药包。研究成果对深部松软高瓦斯煤层爆破增透具有一定的参考意义。

关键词: 深部松软高瓦斯煤层, 深孔爆破, 增透, 聚能药包, 控制孔

中图分类号:

X 936

张健玉, 刘泽功, 傅师贵, 乔国栋, 张鑫, 杨帅. 深部松软高瓦斯煤层底板岩层深孔聚能控制爆破增透研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2024, 41(6): 1311-1322.

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深部松软高瓦斯煤层底板岩层深孔聚能控制爆破增透研究

Study on permeability enhancement by deep-hole shaped-charge controlled blasting of deep soft and high gas coal seam floor

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