煤体内部爆炸与爆破分区的理论研究及应用

本文主要探讨了煤体内部爆炸在提高煤层渗透性和瓦斯抽放率中的应用，以及相关的理论计算方法。作者首先指出，通过利用爆破技术，特别是单个球形药包的爆炸，能够有效地在煤体内生成大量裂隙，从而降低地应力，增强煤层的渗透性，这是降低煤矿瓦斯风险的关键策略。煤矿开采中，瓦斯管理是安全的重要环节，裂隙的发育程度直接影响煤层的渗透性，而爆破技术能有效地促进这一过程。 文章深入研究了煤体的结构特性，将其视为一种软岩，通过测定单轴抗压强度和弹性模量来衡量其力学性能。所采集的煤样来自多个地区，显示出显著的强度差异，其抗压强度在4.171MPa到37.513MPa之间，弹性模量在0.472GPa到4.054GPa。这为后续的理论分析提供了实证基础。 在爆破机理方面，冲击波和爆生气体的准静作用共同作用导致岩石破坏，形成不同的区域，如爆破空腔、粉碎区、裂隙区和震动区。这些区域的能量传输方式和衰减特性是研究的重点。然而，关于哪种作用起主导作用，目前尚无明确共识，这也是作者探讨的理论挑战之一。 文章的核心部分深入解析了煤体内部爆炸的作用过程。当药包的最小抵抗线超过临界值时，爆炸仅限于煤体介质，能量在不同区域逐步释放，形成混合粉碎区和裂隙区。作者还提出了计算这两种区域范围半径的理论公式，这为实际爆破操作提供了定量依据，有助于优化爆破设计，提高瓦斯抽放效率，确保煤矿开采过程的安全性。 本文对煤体内部爆炸作用的探究不仅有助于改进爆破技术在煤矿开采中的应用，也推动了对瓦斯抽放理论的理解，为煤炭行业的安全和高效开采提供了科学依据。