深孔预裂爆破增强低透气性煤层透气性的数值模拟

"低透气性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟研究" 本文主要探讨了在高瓦斯低透气性煤层中，如何通过深孔预裂爆破技术来提升煤层透气性，从而解决掘进过程中的瓦斯超限问题。作者通过建立三维有限元模型进行数值模拟，深入研究了深孔预裂爆破的过程和影响因素。 研究表明，深孔预裂爆破主要包括三个阶段：首先，冲击波在0到5毫秒内冲击煤岩，诱导裂纹的产生；接着，稀疏波促使煤体内部裂纹进一步扩展；最后，爆轰气体推动裂纹持续增长。根据模拟结果，最佳的爆破孔间距被确定为3至5米，这有助于更有效地增加煤层的透气性。 低透气性高瓦斯煤层在掘进时面临的挑战是瓦斯难以排出，导致高瓦斯压力，增加了突出风险，严重影响掘进效率。目前采取的防突措施，如超前排放钻孔、深孔松动爆破等，虽然能在一定程度上降低突出风险，但仍有改进空间。 深孔预裂爆破技术的独特之处在于，它能在煤层中形成一个以爆破孔为中心的连通裂隙网络，不仅增加了裂隙长度和范围，提高了煤层透气性，也减少了瓦斯抽采的阻力，提升了瓦斯抽采效率。这一技术依赖于爆炸压力波、爆生气体和瓦斯压力的共同作用，炸药的能量结合抽采孔的导向，能够创造新的裂隙并扩大原有的裂隙系统。 在实际应用中，深孔预裂爆破技术需要精确设计爆破参数，包括孔径、深度、装药量以及孔间距，以确保裂隙网络的形成能有效地提高煤层透气性。此外，还需要考虑到煤层的物理特性，如煤的强度、结构和瓦斯含量，以优化爆破方案。 这项研究提供了深孔预裂爆破技术在高瓦斯低透气性煤层中的应用策略，对提高煤巷掘进速度和瓦斯抽采效率具有重要意义。通过数值模拟，可以更深入地理解爆破过程，为实际工程提供理论支持，有助于减少事故风险，提高煤矿的安全性和生产效率。