采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (4): 798-806.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0051

• 论文 • 上一篇    下一篇

硬岩压裂改性增割高效破岩方法与技术

马丹1,闫璟泓1,侯文涛1,李樯1,刘全辉1,2   

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏 徐州 221116;
    2. 陕西延长石油榆林可可盖煤业有限公司,陕西 榆林 719000
  • 出版日期:2025-07-15 发布日期:2025-07-15
  • 通讯作者: 马丹,E-mail: dan.ma@cumt.edu.cn ,Tel: 0516-83590567
  • 作者简介:马丹(1988— ),男,四川省天全县人,博士,教授,从事岩体渗流与硬岩破碎方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划青年科学家项目(2022YFC2905600);国家自然科学基金联合基金重点项目(U23B2091)

Method and technology for efficient hard rock breaking through fracturing modification and enhanced cuttability

  • Online:2025-07-15 Published:2025-07-15

摘要: 当前硬岩破碎以钻爆法为主,但存在连续作业难、损失贫化率高、衍生灾害突出等问题;机械破岩技术则面临截齿磨损严重、破岩效率低的技术瓶颈,严重制约硬岩巷/隧道掘进及战略性硬岩矿产的开采效率,亟须构建高效破岩新方法与新技术。本研究阐明硬岩压裂改性增割原理,通过硬岩水力压裂-机械截割试验,揭示岩石强度对压裂增割效果的影响规律与作用机理,提出“钻-导-压-割-落-运”连续掘进工艺,并通过工程现场应用验证压裂改性增割技术对硬岩破碎效率的提升作用。结果表明:水力裂隙改变了截齿附近岩石的应力状态,降低了截割阻抗;水力裂隙降低了岩石峰值截割力,提升了岩石可截割性;压裂岩石增割效果与岩石强度呈正相关关系;硬岩压裂改性增割技术在岩巷掘进中应用效果显著,截齿损耗量降低72.6%,掘进速度提升58.2%。研究结果可为硬岩连续高效破碎提供理论依据和技术支持。

关键词: 硬岩, 水力压裂, 改性增割, 高效破岩, 可截割性

中图分类号: