煤层钻孔脉动空气爆冲致裂煤体数值模拟研究
杨涛1
李雨龙1
胡嘉英1
谢紫琦2
张书超1
陈学习1
王辰1
1.应急管理大学 矿山安全学院,北京 1016012.兖矿能源集团股份有限公司杨村煤矿,山东 济宁 272118
摘要：针对深部煤层低渗难抽的问题,提出一种脉动空气爆冲高效增透技术,可以显著提升煤层渗透率及瓦斯抽采效率.主要阐述了高压脉动空气爆冲卸压机理,利用LS-DYNA软件,在不同强度煤体、埋深、起爆压力、脉动次数等条件下进行数值模拟,并分析高压脉动空气爆冲致裂效果.结果表明:通过对RHT模型中p-a状态方程、RHT本构方程的参数进行理论研究与计算,得出RHT模型参数,使得RHT损伤本构模型能更好反映煤的动力变形与破坏过程.对于脉动空气爆冲致裂,通过控制单一变量,得出有效致裂范围整体上与煤体强度呈负相关关系,对中硬煤体的致裂效果最佳,其有效致裂范围为2.52 m;有效致裂范围与煤体埋深呈负相关关系,其在埋深为 300 m时对硬煤体的有效致裂范围为0.47 m;有效致裂范围与煤体起爆压力呈正相关关系,其在起爆压力为 100 MPa时对硬煤体的有效致裂范围为2.83 m;有效致裂范围与煤体脉动次数呈正相关关系,其在脉动 3 次时对硬煤体的有效致裂范围为2.72 m.建立各因素对影响有效致裂范围的回归模型,进一步分析了不同因素对有效致裂范围影响的相关性.
关键词：脉动空气爆冲数值模拟RHT模型裂纹扩展规律有效致裂范围回归模型
分类号：TD235(矿山设计与建设)
资助基金：国家自然科学基金(52274200)中央高校基本科研业务费项目(3142021008)重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室开放基金项目(2011DA105287-FW202305)廊坊市科学技术研究与发展计划自筹经费项目(2024013028)廊坊市科学技术研究与发展计划自筹经费项目(2024013032)河北省高等学校科学研究项目(QN2025255)
论文发表日期：2026-02-28
在线出版日期：2026-03-25（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 40-50 )
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