基于低渗透煤层深孔预裂爆破工艺优化的考察分析

深孔控制预裂爆破工艺研究1概况陕西长武亭南煤业有限责任公司（简称亭南煤矿）位于陕西省咸阳市长武县亭口镇，矿井设计生产能力为年产300万吨。

目前正回采303特厚煤层综放工作面。

303工作面推进长度为1168m，工作面长度为180m，煤层平均厚度为13.8m，顶煤厚度平均9.8m。

煤的容重1.36t/m3。

顶煤回收率平均为75%，工作面瓦斯涌出量为34m3/min，工作面瓦斯抽采率为67%，为加强顶煤的回收率同时提高瓦斯抽采效果有必要对工作面进行深孔预裂爆破技术进行研究与应用。

2深孔控制预裂爆破工艺研究2.1炸药品种的选择亭南煤矿303工作面4号煤层硬度较大，坚固性系数f达到2.1，煤层特厚且为高瓦斯矿井，所以从炸药能力和安全性出发对炸药种类进行合理的选取。

炸药的选择与装药工艺密不可分，本次303工作面的装药工艺是通过压风装药器进行装药，而且装药深度大且具有连续性，因此对炸药品种提出了更高的要求。

据了解煤矿许用型铵锑炸药在中国的安全等级已经达到了二级。

而被广泛采用的含水炸药等级普遍达到了三级。

为了达到深孔预裂爆破取得良好效果，同时保证预裂爆破的安全连续，本次303工作面深孔预裂爆破选用含水系列炸药，为提高炸药安全等级，在本项目试验中应该选用“三级煤矿许用型乳化炸药”。

2.2装药工艺的研究及装药结构设计本次303深孔预裂爆破研究主要是研究在炸药厂直接将炸药灌装到树脂被筒里，平时将密封盖拧固，需要装药时再将密封盖打开。

通过树脂被筒的螺纹结构将其相互连接起来，然后通过塑料管牵引将其向钻孔内输送，直至装完所有树脂被筒完毕。

通过前期在303工作的试验显示，这种装药方法效率高，装药程序合理安全，对炸药的安全传爆非常有利。

而且矿方能够根据钻孔的不同孔径改变调整连接被筒的直径，将钻孔直径与树脂被筒直径的比值关系控制在最佳的范围里，以此来保证深孔预裂爆破的效果。

综上所述，本次研究的装药工艺使用能够连接式树脂被筒。

装药结构的设置对爆破效果和爆破安全也起到很重要的作用，本次针对303工作面实际特点，设计了装药结构。

浅析矿山地下开采中深孔爆破工艺技术的优化张卫国李信跃（中鼎国际工程有限责任公司，江西南昌330000）摘要：深孔爆破技术是一种可以对爆破强度进行调控,提高爆破速度的煤矿开采技术。

该技术是新时代下煤矿开采与掘进技术的结合与创新。

采用深孔爆破技术不仅可以大幅降低煤矿开采事故的发生,大大提高开采过程中的安全系数,同时还能有效提升工作效率,缩短开采周期,改善掘进作业条件等,大大推动了煤矿行业的现代化发展。

随着现代科学技术的创新与发展,深孔爆破技术及钻孔装备都得到进一步的完善与改进,大大提升了深孔爆破技术的应用效果,为煤矿企业创造了更大的经济效益。

关键词：炸药质量;补偿空间;中深孔施工;自由面1影响中深孔爆破效果的因素1.1中深孔凿岩施工中深孔凿石施工质量水平与矿石放矿效果、矿石回收、劳动强度、爆破落矿、回采爆破装药、爆破成本、装药安全性等因素都有着直接关系。

当前,矿区Ⅰ-III矿体各中深孔施工周期较长,且同时受到地质条件、爆破震动、地压水平等多种因素的影响,造成中深孔受到一定的破坏,导致中深孔错位、堵塞的情况,中深孔炸药装量减少,直接影响到爆破水平。

1.2人为因素由于劳动强度、操作习惯、个人体能等因素直接影响到中深孔炸药装量,从而直接影响到中深孔爆破效果。

因此,规范个人装药操作是提升中深孔炸药装量、保证中深孔爆破质量的关键。

现场调查发现,采区中深孔炸药装填操作过程中,主要存在这样几个问题:首先,中深孔炸药填充前未对孔壁是否完全等情况进行系统的调查和分析,未能确认中深孔是否存在堵孔、连通、贯穿等情况,未能对中深孔进行疏通操作,也未能对贯通孔、贯穿孔进行相应的防护,便直接进行炸药装填、爆破操作。

其次,因个人技能水平、判断失误等因素的影响,导致顶板、浮石撬除不彻底,且因为爆破区域震动因素的影响造成浮石滑落,导致导报被砸裂而拒爆。

一旦出现拒爆的情况,就只能在第二天爆破,而停留在孔内的炸药则可能出现受潮的情况,从而直接影响到爆破成效。

双预裂孔爆破在高瓦斯低渗透煤层中的应用研究李磊【摘要】以绿塘煤矿601-3工作面开采的6中高瓦斯低渗透煤层为研究对象,将双预裂孔爆破技术应用于高瓦斯低渗透煤层,分析了双预裂孔爆破机理,采用数值模拟方法研究了不同预裂孔间距条件下裂纹扩展规律,考察了双预裂孔爆破对单孔瓦斯流量、单孔瓦斯浓度、煤层透气性系数的影响.研究结果表明:双预裂孔爆破区域爆破后与爆破前相比,平均单孔瓦斯纯流量提高了3.25倍,单孔瓦斯浓度提高了2.28倍,煤层透气性系数平均提高2.15倍,有效提高了瓦斯抽采量,加快了工作面生产速度,保障了矿井采掘安全.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2019(046)002【总页数】4页(P84-87)【关键词】低渗透煤层;煤层增透;预裂爆破;双预裂孔;控制孔;抽采孔;瓦斯抽采【作者】李磊【作者单位】瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037;中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400037【正文语种】中文【中图分类】TD712+.6我国煤与瓦斯突出矿井呈现出煤层高瓦斯、低渗透性特点，严重影响了煤层瓦斯抽采率和抽采效果。

国内外采用较多的煤层增透方法有水力压裂、二氧化碳致裂、水力冲孔和深孔预裂爆破等。

深孔预裂爆破技术是能提高煤矿瓦斯抽采率[1]的主要方法之一，因其具有改变围岩的应力分布[2]、强化瓦斯抽放消除回采工作面突出危险性[3]、控制坚硬顶板垮落[4]等优势而被广泛应用。

目前研究较多的是针对不同钻孔布置的单预裂深孔爆破增透，一定程度上实现了煤层的增透和瓦斯抽采量的提高，缩短了预抽时间，提高了工作面推进速度。

但是，随着我国煤矿开采水平的延伸，煤层瓦斯含量和压力会进一步增大，煤层透气性不断降低，突出危险性风险加大，迫切需要增透效果更佳的深孔预裂爆破技术。

笔者基于双预裂孔爆破机理，将双预裂孔爆破技术应用于绿塘煤矿高瓦斯低透气性煤层中，通过设计和试验双预裂孔爆破参数，达到煤层气的瓦斯强化抽采和提高煤层透气性的目的。

爆破技术B lasting technique浅析矿山地下开采中深孔爆破工艺技术的优化张平发（赤峰中色白音诺尔矿业有限公司，内蒙古　赤峰　０２５４７３）摘 要：由于采场、人为因素等多方面因素的影响，当前矿山采场的深孔爆破效果未能获得明显改观。

所以，本文针对当前爆破现状，分析了影响深孔爆破效果的主要因素，并采取针对性的改进措施，从而解决这一问题，起到改善深孔爆破效果、提升矿山开采率的目的。

关键词：炸药质量；补偿空间；中深孔施工；自由面中图分类号：ＴＤ２３５．３３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０７－０１３３－２Brief Analysis on the Optimization of Medium-deep Hole Blasting Technology in Underground MiningZHANG Ping-fa（Ｃｈｉｆｅｎｇ　Ｚｈｏｎｇｓｅ　Ｂａｉｙｉｎｎｕｏｅｒ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，　Ｃｈｉｆｅｎｇ　０２５４７３，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｄｕｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｔｏｐｅ，　ｈｕｍａｎ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｆａｃｔｏｒｓ，　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｅｅｐ　ｈｏｌｅ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｉｎ　ｍｉｎｉｎｇ　ｓｔｏｐｅ　ｈａｓ　ｎｏｔ　ｂｅｅｎ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｄ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ｉｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ，　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｅｅｐ－ｈｏｌｅ　ｂｌａｓｔｉｎｇ，　ａｎｄ　ｔａｋｅｓ　ｔａｒｇｅｔｅｄ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｂｌｅｍ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｅｅｐ－ｈｏｌｅ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｍｉｎｉｎｇ　ｒａｔｅ．Keywords: ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ　ｑｕａｌｉｔｙ；　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｓｐａｃｅ；　ｍｅｄｉｕｍ－ｄｅｅｐ　ｈｏｌｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；　ｆｒｅｅ　ｓｕｒｆａｃｅ赤峰中色白音诺尔矿业有限公司是一家铅锌采选企业，矿区采场采用的主要开采技术为无底柱空场采矿法，其关键工艺参数是矿块每50m为一阶段，每15m为一分段。

技术与检测Һ㊀煤矿井下采掘工作面深孔预裂爆破的操作分析康正贤摘㊀要:在煤矿掘进生产过程中ꎬ一般需进行爆破作业ꎬ而传统浅眼爆破方式已无法更好地满足煤矿掘进生产ꎬ大大降低了掘进生产效率ꎮ而深孔预裂爆破技术的出现ꎬ有效解决了上述不足ꎬ其不仅可有效提升循环作业进度ꎬ且还能降低煤矿生产过程中的资金投入力度ꎬ从而确保煤矿企业的经济效益ꎮ但在进行深孔预裂爆破作业时ꎬ要对煤矿的各项爆破参数进行分析ꎬ严格按照爆破作业规范进行操作ꎬ从而确保煤矿爆破掘进作业的顺利进行ꎮ关键词:煤矿ꎻ井下采掘工作面ꎻ深孔预裂爆破ꎻ操作一㊁深孔预裂爆破技术优势分析深孔预裂爆破技术ꎬ是指通过爆破地点的针对性计算ꎬ实行地表坚固性岩层的爆炸性活动ꎬ以达到缩减地质挖掘过程的做功复杂性ꎬ也避免大规模演示处理造成的施工事故ꎬ是一种较为安全的资源开采施工技术ꎮ当前我们应用深孔预裂爆破技术ꎬ在传统爆破处理基础上ꎬ实行集中性定点爆破处理ꎬ保障岩石爆破后ꎬ岩层结构能够在最小抵抗线区域内碎裂ꎬ避免了炸药爆破过程中存在的各种不利因素ꎮ同时ꎬ深孔预裂爆破技术的设施过程ꎬ主要包括产量㊁消耗以及爆破效率等多重性要素的解析ꎬ因此ꎬ爆破要素的同步定位分析ꎬ提升了空间定位的完整度ꎬ保障了爆破效果ꎮ二㊁深孔预裂爆破技术在煤矿掘进施工中的应用方法(一)炮眼位置炮眼设置是深孔预裂爆破技术的应用基础ꎬ对煤矿掘进工作具有决定性的影响ꎮ施工人员必须在详细了解各种因素ꎬ经过多次实地考察ꎬ考虑周全的情况下才能对炮眼位置做出正确的选择ꎮ比如凿岩机械设施的种类㊁巷道断面的尺寸㊁类型㊁煤矿井下的岩体情况以及爆破方式等ꎬ都将影响到炮眼的设置ꎮ工作人员应根据以上因素ꎬ并结合实地施工环境ꎬ明确炮眼位置ꎬ做好爆破前的准备工作ꎮ(二)掏槽方式掏槽是爆破作业的重要环节ꎬ直接关系着爆破的质量ꎬ它可有效促进岩体的破碎ꎬ增强炮眼的利用率ꎮ所以提高对此项工作的重视程度ꎬ采取有效措施促进掏槽作业的顺利进行ꎮ如今常用的掏槽方式主要有混合㊁直眼以及斜眼掏槽ꎮ在煤矿掘进作业中ꎬ直眼掏槽在进行爆破作业时所占的体积较小ꎬ采取此种掏槽方式能够将爆破能量均匀分布在孔中ꎬ且炮眼的深度也不易被井下岩性及巷道断面所影响ꎬ可以很好的对岩体进行破碎ꎬ在实际的煤矿开采工作中应用也较为广泛ꎮ(三)安全管理爆破是一项具有危险性的工作ꎬ安全管理必不可少ꎬ诸如起爆炸药㊁导火索㊁雷管等爆破材料的质量必须达到相关规范标准ꎬ并保证其安全性ꎮ作业现场各施工人员必须严格遵守爆破规范制度ꎬ在专人的指挥协调下ꎬ有条不紊地开展爆破工作ꎬ保证每个爆破环节都符合规范要求ꎬ工作人员各尽其职ꎬ全面落实责任制管理ꎬ杜绝一切安全隐患ꎬ切实保证爆破工作安全进行ꎮ每位工作人员都要有相关证件ꎬ爆破开始前ꎬ仔细检查现场的爆破工具设施ꎬ全部确认无误后才能实施爆破ꎮ爆破结束后要做好安全管理的收尾工作ꎬ对于不稳定的爆堆应妥善处理ꎬ防患于未然ꎬ检查现场的各个角落ꎬ保证后续施工安全ꎮ此外ꎬ爆破区域的选择也很重要ꎬ工作人员要对施工环境及其周边的地形地貌进行全面规划ꎬ爆破前做好 三掘三喷 准备ꎮ深孔预裂爆破技术存在一个显著问题ꎬ即无法保证炸药能量的利用率ꎬ很难控制爆破裂隙的方向ꎬ因爆破导致的岩体破坏时有发生ꎬ存在一定程度的危险性ꎬ所以爆破现场的支护措施必不可少ꎮ另外ꎬ技术人员应严格控制炮眼质量ꎬ确保其通风顺畅ꎬ能够正常供电和运输ꎬ为接下来的顺利施工奠定良好基础ꎮ三㊁深孔预裂爆破技术的调整与优化(一)深孔预裂爆破过程的优化在煤矿掘进作业中ꎬ进行深孔爆破时对于爆破区的选择要合理ꎬ还应该小心ꎮ在爆破作业实施前期ꎬ要严格按照三掘三喷的要求准备工作ꎬ对作业区域的地质条件以及特点进行全面系统的了解ꎬ要尽可能的缩短空顶时间ꎮ在深孔预裂爆破过程中ꎬ还普遍存在的一种现象是炸药的利用率低ꎬ而且在爆破作业中ꎬ对于产生的裂隙的方向很难把握ꎬ在爆破力破坏下ꎬ很多岩石仍然存在于掘进开采道路上ꎮ这也要求掘进人员要加强对安全防护措施的重视ꎬ在实施深孔爆破作业过程中ꎬ要确保交通运输正常运行ꎬ能够及时的清理由于爆破产生的煤渣等ꎬ继续进行掘进作业ꎮ(二)深孔预裂爆破技术的优化机械化装药技术的应用大大提高了深孔爆破技术的效果ꎬ提高了炸药的利用效率ꎬ能够最大化的保证堵塞质量ꎬ因此要科学合理的选择炮孔堵塞的长度ꎮ控制堵塞的质量对于提供深孔爆破技术的效果具有重要意义ꎬ合理的堵塞方式不仅可以有效降低冲击波造成的能量损失ꎬ还能降低炮孔的装药量ꎬ带来一定的经济效益ꎮ四㊁结语现当今ꎬ随着我国经济的快速发展ꎬ煤矿的开采越来越受到关注ꎮ而煤矿井下地质条件趋于复杂ꎬ其中陷落柱对煤矿开采造成了极大的影响ꎬ爆破技术的运用显得尤为重要ꎬ而深孔预裂爆破作为一种高效的爆破方式也得到关注ꎮ探讨了深孔预裂爆破在煤矿井下采掘工作面的操作ꎬ以更好地解决掘进单进的问题ꎮ参考文献:[１]杜磊.基于城市岩体开挖爆破振动效应及安全控制[Ｊ].技术与市场ꎬ２０１９ꎬ２６(１０):７１－７２.[２]舒龙.猫场铝矿护顶矿不耦合装药爆破技术应用[Ｊ].世界有色金属ꎬ２０１９(１２):１３５－１３６.[３]闫寿庆.煤矿掘进中深孔爆破技术的应用研究[Ｊ].科技展望ꎬ２０１６(７).[４]张亚雄.深孔爆破技术在煤矿掘进的作用探讨[Ｊ].能源与节能ꎬ２０１６(７).[５]曹东.南山煤矿薄煤层综采工作面设备选型分析[Ｊ].山东煤炭科技ꎬ２０１９(１０):１２６－１２７.作者简介:康正贤ꎬ淮河能源中北煤化工有限公司色连二矿ꎮ３８１。

低渗透松软煤层co2增透预裂技术及其应用随着煤炭的日益普及，人们日益关注其安全性。

但是，煤中的二氧化碳（CO2）是温室气体的主要来源，煤层的低渗透性是CO2在煤层中的主要阻碍因素之一。

因此，研究低渗透松软煤层（LPRC）CO2增透预裂技术及其应用，对于安全开采和CO2废弃物管理具有重要意义。

低渗透松软煤层CO2增透预裂技术可以通过调节煤层温度和压力来增强煤层的渗透性，从而改善煤层的原始渗透率。

首先，在煤层中注入CO2，使煤层中的CO2压力升高，从而增加煤层的密度，改变煤层的渗透特性。

其次，当CO2温度升高时，煤层的体积发生变化，从而增加煤层的渗透率。

此外，煤层的渗透率还受到CO2的浓度和压力的影响，当浓度和压力超过一定的界限时，煤层的渗透率会迅速减少。

低渗透松软煤层CO2增透预裂技术可用于煤层开采，CO2收储和CO2排放管理等。

在煤层开采中，这项技术可以更有效地改善煤层的渗透率，使煤层更容易开采，减少煤层开采过程中的风险。

此外，低渗透松软煤层CO2增透预裂技术还可用于CO2收储和CO2排放管理，以减少CO2排放量，保护环境。

据估计，该技术可以将CO2排放量减少一半，减少煤炭燃烧碳排放，进而降低全球变暖的速度。

此外，低渗透松软煤层CO2增透预裂技术也可以改善煤层的特性，减少煤层开采中的风险，保护工人的安全。

首先，低渗透松软煤层CO2增透预裂技术可以使煤层更加稳定，降低煤层开采中的岩爆率。

其次，该技术可以减少煤层的未熔状态，降低煤层的积水量，降低工人的危险程度。

最后，该技术可以降低煤层开采中瓦斯的排放量，进而降低瓦斯爆炸的危险性。

综上所述，低渗透松软煤层CO2增透预裂技术可以有效改善煤层的渗透率，降低煤层开采中的风险，保护工人的安全，减少CO2排放量，保护环境，降低全球变暖速度。

因此，这项技术对煤层开采、CO2收储和CO2排放管理都有重要的意义，并有望为我们带来更多的突破。

高应力低渗透煤层深孔爆破增透机理与效果王海东（煤炭科学研究总院沈阳研究院，辽宁抚顺113122）摘要：采用Hoek－Brown（HB）准则转化得到的等效Mohr－Coulomb（MH）准则表征煤体的本构特性，建立了高应力煤层深孔爆破的有限差分动力数值计算模型。

通过数值解与理论解的对比验证了FLAC3D动力模块模拟爆炸应力波在煤岩体介质中传播规律的有效性。

在爆炸应力波、爆生气体单独作用下以及两者共同作用下，对高应力煤层深孔爆破致裂增透过程进行了3种工况的动力数值模拟，通过模拟得出深埋高应力煤体深孔预裂控制爆破影响的主要因素及作用机理。

关键词：高应力低渗透煤层；深孔爆破；爆炸应力波；爆生气体中图分类号：TD235．37文献标志码：A文章编号：1003－496X（2012）S0－0017－05Enhancing Permeability Mechanism and Effectiveness of Deep－hole Blasting inHigh Stressed and Low Permeable Coal SeamWANG Hai－dong（Shenyang Branch of China Coal Research Institute，Fushun113122，China）Abstract：A finite difference dynamic numerical calculation model for high stressed coal seam deep－hole blasting was set up by using the equivalent MH criterion which transformed from HB criterion to represent the constitutive behavior of coal body．Through the com-parison between numerical solution and theoretical solution，the effectiveness of FLAC3D power module in simulating the propagation laws of blasting stress wave in coal or rock mass was verified．Under the respective action of blasting stress and detonation gas，or under the action of both of them，three dynamic simulations on coal permeability enhancement by deep－hole blasting were conducted，and the key factors and mechanisms affecting deep－hole controlled blasting in high stressed coal body are achieved by simulation．Key words：high stressed and low permeable coal seam；deep－hole blasting；blasting stress wave；detonation gas文献资料表明［1］，迄今国外开采深度超过千米以上的金属矿山至少在114座以上，中国开采深度千米以上的金属矿3座，煤矿至少17座。

探究煤矿深孔预裂爆破技术应用【摘要】为了解决比较厚的坚硬煤层在瓦斯突出方面与回收率比较低方面存在的问题，所以煤矿中采取了深孔预裂爆破来增加煤层的透气性，而且可以利用由于煤层的松动而造成的落煤量增加。

参照爆破的参数，从而确定裂隙的范围。

通过实践，可以看出煤层的回采率得到了提高，因此实验和理论是相一致的。

【关键词】煤矿；深孔预裂爆破；瓦斯煤炭在我国分布广泛，而且贮藏量很丰富，具有复杂的地质情形，有的煤田有高的瓦斯含量，煤矿行业的发展需要确保煤矿安全开采，并且逐步对爆破理论进行完善。

深孔预裂爆破可以广泛使用在瓦斯抽采与放顶煤开采方面。

因为有的煤层的透气性比较差，在抽采的时候煤层内瓦斯无法顺畅流动。

深孔爆破技术可以增加煤层的透气性，降低瓦斯在开采过程中的涌出。

因为坚硬煤层的回采率是比较低的，所以应该通过爆破顶煤进行松动，从而提高回采率。

1 深孔预裂爆破的原理和作用因为深孔预裂爆破和一般的预裂爆破不同。

第一，爆破的目的是不一样的。

深孔预裂爆破是为了确保在煤体内产生裂隙，从而提高密度，而一般的预裂爆破则是为了可以在空隙间产生贯通的裂隙，而且要求孔壁方向不可以有裂隙。

所以，当运用具体的爆破时，这二者是不一样的。

第二，装药的结构是不一样的。

深孔预裂爆破采取的是耦合装药，而一般爆破采取的是不耦合装药。

采用深孔预裂爆破是想要加大原来煤体的裂隙长度与范围，从而提高透气性，并且减低瓦斯阻力，以便在比较短的时间里，使瓦斯的抽放率得以提高。

深孔预裂爆破和普通的爆破是不一样的，其可以在爆破孔的周边扩大自由面和控制孔，这样不仅需要相邻孔之间连线的方向可以贯通裂缝，并且还需要在它的方向出现更多裂隙，从而让煤体的内部形成可以以炮孔作为中心的裂隙网互相连接。

采取深孔预裂爆破需要在工作之前提前交替布置好具有深度的控制孔与爆破孔，并且在卸压煤保护下，采取深孔炮眼预裂。

当中控制孔在爆破时，可以有调整爆破方向和补偿爆破空间裂缝的作用，最终产生卸压槽。

深孔控制预裂爆破的若干分析引言在我国煤矿瓦斯事故的防范过程中，瓦斯抽放是一个十分重要的手段。

然而，在我国当前绝大部分突出煤矿、高瓦斯煤矿的开采低透气性煤层中，普遍具有很低的瓦斯抽放率。

随着煤炭开采的发展，深部开采越来越多，瓦斯抽放难度也进一步增加。

通过实践研究表明，对煤体作用爆炸气体和应力波的力，能够在煤体上产生不可愈合的裂隙，从而使其透气性提高。

因此，利用深孔控制预裂爆破技术，能够使透气性低、瓦斯含量高的煤层提升瓦斯抽放率，节省抽放时间。

1.试验条件在试验选取的露天矿场位置，总厚度约为66m到82m，含有10层到12层煤层，主要分为局部可采煤层和全区可采煤层，煤矿种类为无烟煤，有煤尘爆炸、煤层自燃等风险。

在实际开采当中，露天矿场会产生每分钟160立方米以上的绝对瓦斯涌出量，產生的相对瓦斯涌出量约为每吨65立方米，是一种煤和瓦斯冲突的露天矿场种类。

在试验区开采结构较为单一的煤层，具有1.10m的平均厚度和0.8的普氏系数[1]。

在煤层中，含有每吨18.59立方米的原始瓦斯含量和1.0MPa的瓦斯压力。

在这一工作面当中，采用的开采方式为倾斜长壁后退式仰斜开采，900m的倾向推进长度和108m的走向布置长度。

在工作面的运输斜巷当中，向煤层大顺层进行钻孔，同时进行深孔控制预裂爆破，对煤层中的瓦斯进行预抽。

在爆破中，保持87mm的爆破孔径、60m的孔深、40m的装药长度、每米0.922kg的平均装药密度。

在一定的距离间隔中，平行布置94mm的孔径、70m孔深的瓦斯抽放孔，并在随后将其作为效果检验孔和爆破控制孔。

预抽超前距离为300m到500m，超前时间在6个月以上。

2.测定表面积和孔隙结构对试验管的原始体积，利用氦气进行测量，然后抽真空整个分析系统，使其达到0.67Pa，并将其中的杂质气体去除。

基于0.43nm的氮气分子直径，试验样品的孔隙率能够达到0.86nm的最小值。

同时利用相应的理论和模型，对煤体的孔容分布、孔表面积、孔径分布、比表面积等进行计算。

深部开采低渗透煤层预裂控制爆破增透机理研究一、本文概述随着煤炭资源的持续开采，深部开采低渗透煤层逐渐成为煤炭工业的重要研究领域。

由于低渗透煤层的透气性差，瓦斯抽采难度大，严重影响了矿井的安全生产和煤炭资源的有效利用。

因此，研究深部开采低渗透煤层的增透技术，对于提高瓦斯抽采效率、保障矿井安全、促进煤炭工业的可持续发展具有重要意义。

本文旨在探讨预裂控制爆破增透技术在深部开采低渗透煤层中的应用机理，以期为相关领域的研究和实践提供理论支持和技术指导。

本文将首先介绍深部开采低渗透煤层的特性及其面临的挑战，然后详细阐述预裂控制爆破增透技术的原理和实施方法。

接着，通过对实际案例的分析和数值模拟，探讨预裂控制爆破增透技术在深部开采低渗透煤层中的实际应用效果及其影响因素。

本文将对预裂控制爆破增透技术的优缺点进行总结，并展望未来的研究方向和应用前景。

通过本文的研究，希望能够为深部开采低渗透煤层的瓦斯抽采提供新的思路和方法，推动煤炭工业的科技创新和绿色发展。

二、低渗透煤层的基本特性低渗透煤层是指煤层的渗透率较低，气体在煤层中的流动阻力较大，难以进行有效抽采的煤层。

这类煤层的存在给煤矿的安全生产和瓦斯抽采带来了极大的挑战。

低渗透煤层的基本特性主要表现在以下几个方面：渗透率低：低渗透煤层的渗透率通常小于1mD，远低于常规煤层的渗透率。

这使得瓦斯在煤层中的流动变得非常困难，抽采效率低下。

煤体结构复杂：低渗透煤层的煤体结构通常较为复杂，含有大量的割理、节理和裂隙等天然缺陷。

这些缺陷不仅降低了煤层的整体强度，还增加了瓦斯流动的阻力。

瓦斯含量高：由于渗透率低，瓦斯在低渗透煤层中的运移速度较慢，容易在煤层中积聚。

这使得低渗透煤层的瓦斯含量通常较高，增加了瓦斯爆炸的风险。

应力敏感性强：低渗透煤层的渗透率受地应力的影响显著，当地应力发生变化时，煤层的渗透率也会发生相应的变化。

这使得在低渗透煤层中进行瓦斯抽采时，需要充分考虑地应力的影响。

收稿日期:2023 09 21基金项目:河南省自然科学基金(22A170010)作者简介:景笑龙(1988-),男,山西长治人,助理工程师,从事井下爆破技术工作,E -mail:1298864704@doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2024.01.007深孔爆破预裂隐蔽构造机理及区域治理技术研究景笑龙1,王海峰2,郭兴新2(1.潞安化工集团余吾煤业有限责任公司,山西长治㊀046204;2.河南理工大学,河南焦作㊀454000)摘㊀要:深孔爆破松动是目前预裂隐蔽构造常用技术,但是其爆破机理还有待深入研究㊂文章探讨了深孔爆破的优势和机理,结合山西余吾煤业S5101工作面过DX6陷落柱的爆破实践建立深孔爆破模型,分析爆破半径和效果得出结论:深孔爆破预裂隐蔽构造采用深孔爆破的方法可降低岩石强度,控制生产成本,确保生产安全,提高生产效率㊂关键词:深孔爆破机制;深孔爆破模型;深孔爆破优势中图分类号:TD235㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1005 2798(2024)01 0031 04Research on the Mechanism of Hidden Tectonics andRegional Management Technology of Deep Hole Blasting Pre -crackingJING Xiaolong 1,WANG Haifeng 2,GUO Xingxin 2(1.Yuwu Coal Industry Co.,Ltd.,Lu 'an Chemical Group ,Changzhi ㊀046204,China ;2.Henan Polytechnic University ,Jiaozuo ㊀454000,China )Abstract :Deep hole blasting loosening is the current pre cracking hidden structure commonly used technology,but its blasting mecha-nism is still to be in depth.This paper discusses the advantages and the mechanism of deep hole blasting,combined with the Shanxi Yu-wu Mine S5101face over DX6trap column blasting practice to establish a deep hole blasting model,analysis of the blasting radius and effect of the conclusion:deep hole blasting pre c racking of hidden structures using the method of deep hole blasting can reduce the strength of the rock,control the cost of production,to ensure the safety of production,and improve the efficiency of production.Key words :deep hole blasting mechanism;deep hole blasting model;deep hole blasting advantages㊀㊀20世纪,大口径深孔爆破开采技术得到了快速发展,因其高落矿率㊁低成本和安全性高,在厚大矿体的开采中得以广泛应用[1]㊂我国于1977年开始大直径深孔爆破落矿技术研究,于1984年在凡口铅锌矿成功试验了大直径深孔球状药包爆破落矿工艺技术[2]㊂目前,依据爆破位置可划分为浅层爆破与深层爆破,浅孔爆破受采煤机过煤高度的影响,大块岩层卡绊刮片,容易引发断链事故,在岩石抛掷时容易造成顶板冒顶事故,导致倒架,且浅层爆炸破碎一次处理岩石1~1.8m,平均推进速度为每天1刀,工作效率低下㊂而在深孔爆破起爆后,会在岩石中产生爆破裂隙,从而使岩石的强度下降㊂在深孔爆破后,岩体被炸脆,在采煤机截切的作用下被破碎成小块的岩石,这样就解决了浅层爆破岩石抛掷现象,对端面顶板的维护也有很大帮助㊂与此同时,深孔爆破处理陷落柱的爆破深度可以达到30~50m,可以显著地提升生产效率㊂因此深孔爆破技术在爆破效果㊁工程推进与产量和对顶板的影响等方面对煤储层卸压抽放具有优势,其中水力割缝㊁深孔爆破技术应用广泛㊂闫立恒等[3]针对深部高瓦斯煤层开采时围岩受三高一扰动 影响导致冲击地压事故频发等问题,提出人造高位破碎层治理工作面回采期间冲击地压的区域卸压防冲技术来保证综采工作面回采期间的安全生产问题;刘团结[4]结合凉水井煤矿42101综采工作面采用深孔预裂爆破进行强制放顶工程实践的成功,总结了一套深孔预裂爆破煤开采的放顶经验,推动了深孔预裂爆破在煤矿强制放顶中的应用;杨凯[5]针对晋北煤业5-409工作面因受断层岩石带影响范围大的问题,采用深孔爆破后,割煤机可顺利㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第33卷㊀第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2024年1月切割直接通过断层岩石带,且采煤机基本没有额外损耗,取得了良好效果㊂沈雪梅[6]以沁新煤矿1025工作面作为试验地点,结合矿井煤层顶底板地质条件,设计 预裂深孔爆破切顶卸压沿空留巷技术 方案,通过对1025下巷道进行补强支护后,在巷道采空侧顶板施工深孔预裂爆破,实现对工作面顶板的预裂卸压,缓解了矿井采掘接替紧张,增加了回采率,提高了矿井经济效益㊂赵兴东等[7]根据三山岛金矿2005m超深竖井的工程技术条件,结合其所穿越地层的工程地质情况,总结出了采用双重伞形钻开大直径深孔㊁导爆管起爆㊁光面爆破等爆破技术,并进行了爆破参数的优化设计,获得了较好的爆破效果,炮眼利用率达85%以上㊂吕宏[8]结合工程实例,分析了中深孔爆破技术,并结合矿井开挖的工作特点,论述了该技术的应用重点,包括:依据现场情况,对工艺进行了合理的优化,重视施工过程中的质量和安全,并提出了拒爆现象的原因及处理方法㊂尹忠昌等[9]采用理论分析㊁室内模型试验㊁数值模拟㊁现场测试等手段,对超深孔炮泥封堵机理㊁封堵方式㊁封堵材料的选取㊁封堵长度等进行了深入的研究,得到了超深孔炮泥封堵的最佳封堵方式和封堵参数,并给出了合理的最小封堵长度,证实了超深孔炮泥封堵能够有效降低爆生气体逸出,使爆炸能量更好地集中在岩层深处㊂结果表明:在爆破过程中,爆破应力波和爆生气体的协同作用能有效地提高爆破效果㊂赵云龙[10]在对两种以上的现场爆破安全管理技术㊁施工材料方案和掘进爆破的主要施工参数进行了多次的设计实验后,得出了在岩巷爆破方案中采用的深孔爆破施工技术方案,应该能够与光面爆破装备等相结合,从而实现了爆破工程的整体施工和整体进度的极大提升,同时还能够大幅度地减少施工机械和材料的一次性消耗,从而提高工程的经济效益㊂于建新等[11]从水下深孔爆破的特性出发,通过理论分析和数值计算,对不同起爆部位引起的围岩破坏进行了深入的研究㊂在水下单孔爆破中,底部起爆方式对围岩的破坏强度要小于中点和三分点起爆方式,但是对上部水体影响大;中点爆破时,对周围水体的影响最小,而对周围岩体的影响最大;多孔爆破破坏面积随炮孔数量的增多呈水平方向扩展,在爆轰区的两侧角部均有几条水平方向和纵向方向的裂缝,而且裂缝还会随着炮孔数量的增多而不断扩大㊂武建伟[12]基于数值软件LS-DYNA 建立了 五花眼 爆破计算模型并结合实际矿井爆破工程证明了高地应力下 五花眼 深孔爆破起到了良好的硬岩致裂效果,同时采用多物质流固耦合计算方法,探究不同应力场下裂纹扩展差异性,发现爆破作用初始阶段载荷远高于地应力,尤其是对于爆破粉碎区㊁裂隙区更为显著,若要使炮孔间裂纹更加贯通,则炮孔应尽可能沿最大主应力方向布置㊂本文总结深孔爆破的机理并结合深孔爆破模型分析爆破半径和效果㊂通过在山西余吾矿S5101工作面过DX6陷落柱的应用,取得了良好效果,为低渗煤层瓦斯抽采提供了良好借鉴㊂1㊀深孔爆破的机理综采工作面所采煤层整体地质条件复杂,具有强冲击㊁高瓦斯㊁易自燃的特点,还存在区段煤柱㊁联络巷横穿等问题㊂深孔爆破就是在目前尚未具备开采煤层的条件时,通过合理优化高位钻场㊁钻孔分布及装药量等,对揭露构造的硬岩介质采用大直径药卷进行预先扩裂爆破,在爆破作用下让岩石实现充分的裂隙发育,使整层坚硬岩层裂隙充分发育,达到局部破坏的目的,从而不具备积聚弹性能的条件㊂深孔爆破之后,硬岩介质完整性和强度降低到设备的切割能力范围内,再组织正常生产㊂这样不仅使掘进机或采煤机截割顺利,保护了采掘设备,而且提高了采掘设备的生产能效,降低了设备消耗,降低了生产成本,缩短了辅助作业时间,大大提高了生产效率㊂人造破碎层切面示意与爆破裂隙发育如图1所示[3]㊂图1㊀人造破碎层切面示意与爆破裂隙发育2㊀深孔爆破理论模型2.1㊀岩石屈服破坏准则由于岩石具有非均质性㊁复杂性㊁各向异性以及23㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第33卷在大应变㊁高应变率㊁高压的条件下易遭到破坏等特点,因而可以将采区矿岩近似视为脆性材料进行计算,因此,本研究采用一种塑性材料的本构模型H-J-C模型㊂矿岩的屈服破坏准则㊂根据相关研究,Mises屈服破坏准则适用于爆破过程中的粉碎区是由于有自由面的岩石,爆炸破坏为拉伸破坏;没有自由面的岩石,爆炸破坏为压破坏㊂而自由面裂纹区采用拉伸破坏准则,将爆炸作用下岩石单元的有效应力与岩石的动态抗拉强度和动态抗压强度相比较,可以判定岩石破坏情况[13]㊂岩石动态抗压强度计算公式:σcd=σcε13式中:σcd为岩石动态抗压强度,MPa;σc为岩石静态单轴抗压强度,MPa;ε为岩石加载应变率㊂岩石的动态抗拉强度计算公式:σtd=σtε132.2㊀地应力及爆炸荷载的施加以矿井地应力测量资料为依据,矿区的最大主应力轴接近于水平,这说明矿区的地应力主要是由水平应力控制,而地下工程的变形破坏痕迹也说明了矿区是由水平作用的构造应力所控制,矿区垂直地应力和水平地应力计算公式如下:σv=γHσH=3+0.0425H式中:σv为垂直应力,MPa;σH为平均水平应力, MPa;γ为容重,取0.027MN/m3;H为埋深,m.为了模拟钻孔爆破,可以将径向压力波施加到钻孔表面的单元上㊂压力波的幅度和持续时间可以由炸药的密度㊁猛度㊁钻孔尺寸和几何形状等决定㊂为了表示大范围的钻孔压力,使用以下一般形式的爆炸压力波脉冲函数[14]:P=P0e-at-e-βte-at0-e-βt0t0=ln(β/a)β-a式中:P0为爆炸冲击波的峰值压力,GPa;t0为达到峰值压力的时间,s;a㊁β为爆炸压力冲击波的衰减系数㊂矿山采用岩石粉状乳化炸药,炸药的基本参数如表1所示,根据表1中的炸药基本参数和爆炸脉冲函数,取β/α=1.5[4-5],可以得到该炸药的爆炸压力曲线,如图2所示㊂表1㊀炸药的基本参数炸药密度ρ/(kg㊃m-3)爆速D/(m㊃s-1)爆压P cj/GPa峰值P0/GPa峰值压力时间t0/sαβ100032009 1.5355.80.01450.0218图2㊀爆炸压力的时间历程曲线3㊀深孔爆破的应用3.1㊀工作面概况文章以S5101工作面过DX6陷落柱为研究对象,采用深孔爆破的方法来提高工作效率㊂工作面揭露的DX6陷落柱岩性为泥质充填,中间夹块状砂岩㊁泥质砂岩,影响推进距离110m,推进至77m时试验超深孔爆破技术,如图3所示㊂构造揭露情况: 123号架~133号架底石头0.5~2.8m,134号架至机尾全断面石头㊂根据陷落柱揭露情况以及煤岩之间的相互关系,在152号架~186号架设计布置35个超深炮孔,炮孔直径80mm㊁深度30m,采用ZRZ31.5-210/300型架座式乳化液钻机施工㊂图3㊀DX6陷落柱平面图3.2㊀炮孔布置根据单位工作面长度装药量的要求,拟采用Φ63mmˑ1000mm的装药壳体,每米能装山西焦煤民爆集团潞安公司生产的三级煤矿许用乳化炸药3kg.根据理论研究成果计算其爆破扩裂半径约为1.08m,且考虑钻孔设备最低钻孔高度的约束等因素,本设计在工作面内布置2排 之字形 炮孔,拟取工作面底板高度1.2m的位置布置第一排钻孔,第二排离第一排炮孔0.7m进行布孔,同排孔间距为3.0m.两排炮孔布置方案如图4所示㊂33第1期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀景笑龙,等:深孔爆破预裂隐蔽构造机理及区域治理技术研究㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图4㊀各钻孔的位置关系图(单位:m)㊀㊀根据综放工作面陷落柱的揭露情况以及煤岩之间的相互关系,为了保证回风巷的稳定性,在靠近回风巷一侧,炮孔从185号架处距离巷道9m开始布置;又因120号架至152号架处的顶上有煤层分布,且岩层厚度小于3m,为了保证爆破后回采时顶板的安全,决定从152号架至185号架之间才布置超深炮孔,具体布孔方式如图5所示㊂炮孔沿工作面方向平行布置,第一阶段炮孔深度取30m,第二阶段炮孔深度根据陷落柱边界确定,其炮孔深度原则上是以见煤停钻为原则㊂图5㊀炮孔布置示意㊀㊀通过对潞安民爆公司3级煤层许用的乳化炸药的分析,结合以往的爆破实践,提出了一种新的装药方案,1m的装药容量为3kg.由于超深孔爆破的单孔装药量很大,所以,在爆破过程中,为保证安全,采取了一种使用毫秒微差爆破的方法,来控制一次爆破的总装药数量,并通过试验来确定炮孔长度,从而推算出试验爆破的总装药数量㊂因现有煤矿许用毫秒电雷管只有5个段别,现单段最大起爆药量为72kg,每次起爆5个孔,则每次起爆的炸药总量最大为360kg,封孔长度不低于6m.3.3㊀深孔爆破的优势相比于深孔爆破前,进行深孔爆破后,每天检修班对局部岩石较硬区域放40个浅孔炮,放炮影响时间4.5h,放炮时间缩短了55%,深孔爆破区域截割时岩石呈小块状,未出现大块矸石堵塞机组过煤口现象,正规循环提升100%,刀齿消耗降低46%,深孔爆破技术的应用提高了煤炭资源回收率;降低了机械故障发生率,增加了正常的运行周期,从而进一步提高了工作效率;由于不需要搬迁倒面,更有利于开采的衔接,减少了安装㊁回收及大型设备的起吊㊁运输等特殊的环节,从而保证了安全生产㊂4㊀结㊀语1)㊀与浅孔爆破相比,深孔爆破在岩层中形成了多条裂缝,从而降低了岩层的强度,并且在深孔爆破之后,岩层会变得松散,在采煤机的切割下,岩层会碎裂成更小的岩层,并且爆破时不会出现抛石的情况,这对断面顶板的维护有很大帮助㊂2)㊀在工作面上利用深孔爆破技术可提高工作面穿越较大构造时的工作效率,并可控制生产费用,减少爆炸危险,而利用超深孔爆破扩展技术可使工作面快速向前推进,提高了生产效率,减少了生产费用,保证了采矿工作的安全性㊂参考文献:[1]㊀孙忠铭,刘庆林,余㊀斌,等.地下金属矿山大直径深孔采矿技术[M].北京:冶金工业出版社,2014. [2]㊀王善元.我国大直径深孔采矿技术的研究与发展趋势[J].矿业研究与开发,1998,18(3):10-13. [3]㊀闫立恒,范志强,李㊀煜,等.高位深孔爆破预裂超前区域治理技术研究与应用[J].中国煤炭,2022,48(S2):143-149.[4]㊀刘团结.深孔预裂爆破应用研究:基于凉水井煤矿42101工作面强制放顶[J].技术与创新管理,2010,31(5):621-622.[5]㊀杨㊀凯.深孔爆破技术在晋北煤业采面过断层中的应用[J].江西煤炭科技,2023(2):116-119. [6]㊀沈雪梅.预裂深孔爆破切顶卸压沿空留巷技术研究[J].煤炭与化工,2023,46(2):23-26.[7]㊀赵兴东,武㊀桐.三山岛金矿2005m超深竖井深孔爆破技术[J].采矿技术,2022,22(6):150-153. [8]㊀吕㊀宏.探究中深孔爆破技术在煤矿掘进中的应用[J].矿业装备,2022(5):80-81.[9]㊀尹忠昌,宋俊生,王文翰.深孔爆破的炮孔封堵机理及参数优化研究[J].煤炭科学技术,2023,51(4):21-29.[10]㊀赵云龙.浅析煤矿掘进过程中的中深孔爆破技术[J].内蒙古煤炭经济,2022(14):27-29. [11]㊀于建新,李真珍,高帅杰,等.水下深孔爆破岩石裂纹扩展及损伤规律[J].科学技术与工程,2022,22(7):2907-2913.[12]㊀武建伟.核桃峪煤矿高地应力条件下深孔爆破预裂应用研究[J].煤矿现代化,2023,32(4):32-36. [13]㊀张凤鹏,彭建宇,张㊀鑫,等.地应力对岩体爆破影响的数值模拟[J].金属矿山,2015(12):15-18. [14]㊀Cho S H,Kaneko K.Influence of the applied pressurewaveform on the dynamic fracture processes in rock[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Sci-ences,2004,41(5):771-784.[责任编辑:常丽芳]43㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第33卷。

深部开采低渗透煤层预裂控制爆破增透机理研究我国煤系地层普遍埋藏较深，赋存条件复杂，并且煤层瓦斯含量高，吸附性强，煤层松软，透气性较差，瓦斯抽采困难。

随着我国对煤炭需求量的增加，开采强度不断增大，浅部资源日益减少，深部开采矿井数量逐渐增多。

我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，可以预计在未来几年我国部分煤矿将进入1000m左右的深部开采。

在进入深部开采以后，瓦斯治理将面临的关键问题主要有以下两个：（1）随着采深的增加，地应力增大，瓦斯压力迅速增加，致使煤与瓦斯突出矿井数量增多，在深部高应力作用下，煤岩体中积聚了大量的瓦斯气体能量和弹性应变能，受工程扰动的影响，煤体内的高压瓦斯气体和应变能急剧释放，导致煤岩结构瞬时破坏而产生煤与瓦斯突出。

（2）由于地应力的增高，使得深部煤层开采面临的冲击地压频次和强度均有所增加。

那么，如何解决深部开采条件下煤体的透气性和应力集中成为瓦斯治理的首要问题。

矿井中浅部开采过程中，采用深孔预裂控制爆破技术进行煤与瓦斯突出及冲击地压的防治已取得了非常好的效果；同时，《煤矿井下深孔控制预裂爆破技术条件（MT1036-2007）》规范2007年已经发布，但根据中浅部埋深情况下，得出的爆破孔与控制孔的相关参数在矿井深部开采条件下是否能够有很好的适用性还有待通过实践来检验。

采用理论分析、室内模型实验、数值模拟及现场工业试验相结合的方法，研究了深孔预裂控制爆破技术在矿井深部开采条件下，煤与瓦斯突出及冲击地压的防治方法。

论文主要完成了以下工作：1.高应力低透气性煤层深孔预裂控制爆破增透的影响因素的确定通过对煤岩体爆破研究成果的总结分析，结合深部高应力低渗透煤层的赋存特点，确定了深部低渗透煤层深孔预裂控制爆破增透的影响因素为煤层地应力、煤层强度、煤层原始瓦斯压力、爆炸波和爆生气体的衰减规律等。

2.高应力低透气性煤层深孔预裂控制爆破增透的理论分析综合应力波理论、煤岩体力学、爆破理论、断裂损伤力学的理论分析，描述了爆炸波（包括爆炸冲击波和爆炸应力波）在层状煤岩体介质中的传播规律；分析了控制孔的导向致裂机制；考虑高应力低透气性煤层深孔预裂控制爆破增透的上述主要因素的影响，推导了与时间相关的煤体深孔爆破裂纹尖端应力强度因子的积分表达式，同时给出了煤体深孔爆破裂纹扩展长度的计算公式，为煤层深孔预裂控制爆破工艺孔间距的确定提供了理论基础。

低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟研究张天军;王宁;李树刚;徐刚【摘要】针对高瓦斯低透气性煤层瓦斯超限影响煤巷掘进速度问题,建立深孔预裂爆破三维有限元模型进行数值模拟研究.模拟结果表明,深孔预裂爆破经历了冲击波冲击煤岩产生裂纹、稀疏波使煤体裂纹扩展以及爆轰气体驱动裂纹扩展3个过程(0～5 ms),增透深孔预裂爆破爆破孔合理间距为3～5m.%Aiming at the problem that the gas overrun influences tunneling speed of coal roadway in high gassy and low permeability coal seam, a three-dimensional finite element model was built to present a study on numerical simulation. The study results show that the deep-hole pre-splitting blasting experiences three processes in 5 ms, cracking caused by shock wave lashing coal-rock and crack propagation driven by sparse wave and explosion gas. The study also reveals reasonable interval (3 ～5 m) between explosive holes of deep-hole pre-splitting blasting is for permeability enhancement and the technique can improve the effect of gas extraction and increase coal seam permeability.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2013(033)001【总页数】6页(P1-6)【关键词】低透气性煤层;深孔预裂爆破;煤巷快速掘进;增透技术【作者】张天军;王宁;李树刚;徐刚【作者单位】西安科技大学理学院,陕西西安710054;西安科技大学理学院,陕西西安710054;西安科技大学能源学院,陕西西安710054;西安科技大学能源学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TD235.3710 引言对于低透气性高瓦斯煤矿，煤巷掘进过程中，由于瓦斯难以排出，造成煤体内保持着较高的瓦斯压力，容易诱发突出，影响煤巷掘进速度［1－2］。