高地应力条件下高压空气爆破卸压增透技术实验研究
吕进国1
李守国2
赵洪瑞2
谯永刚2
唐治1
1.辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学矿山安全技术装备研究院,辽宁阜新1230002.煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁沈阳,110016
摘要：为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸压范围;详细介绍了高压空气爆破技术与装备,开展了高压空气爆破的地面实验,得到了有、无位移约束2种条件下混凝土试件气爆破坏效果与破坏特征,分析了气爆压缩波反射作用对试件的破坏影响作用;开展了丁集矿的井下现场试验,研究了气爆卸压增透效果,分析了气爆前后钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量、衰减系数与透气性系数的变化特征,结合以往经验类比与理论计算,得到了气爆后卸压增透的最佳范围.研究结果表明:在气爆压力达到60 MPa左右时,有、无位移约束的混凝土试件破坏程度很高,主要呈现出径向断裂特征;在淮南丁集煤矿气爆后的煤层钻孔瓦斯流量是无气爆的6～8倍,瓦斯抽采量是气爆前的4～7倍,透气性系数是未气爆的5～1 050倍,衰减系数是未气爆的0.4倍,气爆的最佳卸压增透半径不超过2 m;首次气爆使爆孔周围煤体的力学性质得到弱化,相当于爆孔周围发生了卸荷效应,在二次气爆与高地应力共同作用下形成了较大的松动破坏范围,从而达到卸压增透目的.
关键词：高压空气爆破卸压增透高地应力钻孔瓦斯流量瓦斯抽采量透气性系数
分类号：TD235(矿山设计与建设)TD712.6(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51504128)国家自然科学基金(51804152)中国博士后科学基金(2016M600213)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 1115-1128 )
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