高地应力条件下高压空气爆破卸压增透技术实验研究

• Published in: 煤炭学报 Vol. 44; no. 4; pp. 1115 - 1128
• Main Authors: 吕进国, 李守国, 赵洪瑞, 谯永刚, 唐治
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 辽宁工程技术大学矿山安全技术装备研究院,辽宁阜新123000%煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁沈阳,110016 01.04.2019; 辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新123000
• Subjects: 瓦斯抽采量; 高地应力; 卸压增透; 透气性系数; 高压空气爆破; 钻孔瓦斯流量
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.1053

TD235%TD712.6; 为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸压范围;详细介绍了高压空气爆破技术与装备,开展了高压空气爆破的地面实验,得到了有、无位移约束2种条件下混凝土试件气爆破坏效果与破坏特征,分析了气爆压缩波反射作用对试件的破坏影响作用;开展了丁集矿的井下现场试验,研究了气爆卸压增透效果,分析了气爆前后钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量、衰减系数与透气性系数的变化特征,结合以往经验类比与理论计算,得到了气爆后卸压增透的最佳范围.研究结果表明:在气爆压力达到60 MPa左右时,有、无位移约束的混凝土试件破坏程度很高,主要呈现出径向断裂特征;在淮南丁集煤矿气爆后的煤层钻孔瓦斯流量是无气爆的6～8倍,瓦斯抽采量是气爆前的4～7倍,透气性系数是未气爆的5～1 050倍,衰减系数是未气爆的0.4倍,气爆的最佳卸压增透半径不超过2 m;首次气爆使爆孔周围煤体的力学性质得到弱化,相当于爆孔周围发生了卸荷效应,在二次气爆与高地应力共同作用下形成了较大的松动破坏范围,从而达到卸压增透目的.