深孔预裂爆破增透技术在正行矿煤巷掘进中的应用研究.pdf

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1、分类号：单位代码：安廣工犬學论文题目：深孔预裂爆破增透技术在正行矿煤巷掘进中的应用研究作者姓名：李庐阳专业名称：安全科学与工程导师姓名：何启林教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论文编号学科分类号：密级：公安黴理工大学硕士学位论文深孔预裂爆破增透技术在正行矿煤巷掘进中的应用研究作者姓名：李庐阳专业名称：安全科学与工程研究方向：灾害防治理论及技术导师姓名：何启林导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：论文答辩日期：年月日安徽理工大学研究生处年月日ADissertationinSafetyTechnologyandEngineeringApplication

2、studyofDeepBoreholePre-fracturingBlastingEnhancingPermeabilityTechnologytoSeamOpeninginZhenghangminecoalroadwaydrivingCandidate:LiluyangSupervisor:HeqilinSchoolofEnergyandSafetyAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168,ShungengRoad,Huainan，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

3、究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而佶用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均巳在论文中作了明确的说明并表不谢意。学位论文作者签名：日期年月：日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有倮留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入

4、有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字日期球年月次日导师签名签字曰期年月曰摘要摘要近十年来，矿井瓦斯事故频发，其威胁性居于矿井各类灾害之首。瓦斯灾害之所以愈演愈烈，是因为釆煤技术和设备的发展导致的开采深度迅速增加，千米以上矿井在我国已比比皆是了。采深增加带来了地应力和瓦斯压力的增大，以及透气性系数的降低，导致矿井发生煤与瓦斯突出等瓦斯事故的可能性大大增加，瓦斯事故的破坏性是巨大的，矿井的煤炭资源和人生安全都会受到严重威胁。因此，如何增加煤层透气性、消除煤层突出

5、危险性成为我们亟待解决的问题。本文通过理论探讨、数值模拟并结合工程试验的方法，对深孔预裂爆破卸压增透技术在强突出低透气煤层中的应用进行了系统分析研究，阐述了低透气性煤层的煤体微观结构特点，爆轰波、爆生气体以及控制孔在爆破中所起的作用，并结合模拟和现场，得出了如下结论：多孔介质煤的孔隙裂隙结构的发育程度，以及其孔隙性、渗透性等特性与煤体的透气能力是息息相关的，多种因素都会影响到煤的孔隙性；深孔预裂爆破会对一定范围内煤体产生破坏，对煤体微观结构，尤其是小孔和中孔的孔隙结构产生影响，增加煤体的比表面积和渗透孔体积，使得裂隙大量发育，从而提高煤体透气性系数。炸药

6、在煤体中爆破后，产生的应力波作用于煤体，产生径向压缩应力和切向拉伸应力，使煤体产生裂隙；其次，控制孔处形成的反射拉伸波进一步增加裂隙区范围；最后，高温、高压爆生气体与煤层瓦斯压力共同作用于空腔壁已张开的裂隙中，并在裂隙尖端产生应力集中，使裂隙进一步扩展，最终形成了裂隙圈及次生裂隙圈在内的错综复杂的裂隙网。根据正行矿号煤轨道下山煤巷掘进的情况，利用三维动力有限元程序建立了符合实际条件的数值计算模型；通过对单爆破孔、单爆破孔与双控制孔（孔间距分别为和模型的应力云图、裂隙图的数值模拟，再现了应力波在煤体中的传播衰减规律，煤体裂隙扩展变化过程，并说明了控制孔提供

7、了辅助自由面，引导裂纹扩展的作用；当孔间距为时，形成贯通裂纹效果好，可提高煤层透气性与瓦斯抽采效果。从煤轨道下山处煤层爆破的试验结果来看，深孔预裂爆破卸压增透效果明显，煤层透气性系数成倍提高，钻孔瓦斯抽釆纯量和瓦斯抽采浓度也有明显增大，煤层瓦斯压力和瓦斯含量下降，说明该技术对高突低透煤层卸压消突的积极作用，为今后类似情况的消突工作提供了指导。摘要图表参关键词：深孔预裂爆破；煤层微观孔隙结构；数值模拟；卸压增透；爆破裂隙分类号：AbstractAbstractInthepasttenyears,gasdisasterhasbecomethebiggestt

8、hreatintheminedisastersinourcountry.Gasd