1、深孔预裂爆破技术吴海龙2013.05.24主要内容 煤层增透方法的分类 深孔预裂爆破的简介 深孔爆破的增透机理 深孔预裂的技术参数 实验效果的对比为何要进行煤层增透 随着开采深度的加深，煤层中赋存的瓦斯的自然释放量减少；煤层的透气性也随着地应力的增大而减小。瓦斯抽采中决定钻孔瓦斯流量的关键参数是瓦斯压力和煤层透气性系数。但是煤层原始瓦斯压力是不能改变的，因此提高煤层透气性系数成为了关键。公式表述00202ln)(mrRpppqstdr如何增加煤层透气性 可归纳为三类 一 设法从煤层取出一部分物质，形成空洞，造成应力和裂隙与空隙的再分布，如水力割缝，注酸液腐蚀等。二 注入高压水或压气，将煤压裂，
2、然后注入支撑剂（砂子等）除龙凤，焦作试验效果较好外，其他效果不明显。三 对煤体进行爆破，当存在自由面时，因煤体内裂隙容积扩展较大，增透效果显著。什么是深孔预裂爆破 在煤体中打爆破孔，然后距爆破空一定距离打控制孔，利用炸药爆炸瞬间产生的高温高压气体和应力波，使煤体产生径向裂隙和环状裂隙，并使爆破孔周边煤体产生径向之字形交叉裂隙网，以提高煤的透气性，达到提高抽采效果的目的。深孔预裂爆破的方案 一般在回采工作面进风巷和回风巷打平行钻孔，其中爆破空和控制孔交替布置。预裂爆破的增透机理 对预裂爆破成缝机理的认识,在爆破力学 中有三类学说 应力波迭加破坏理论 爆生 气体准静压理论 爆炸应力波与高压气体联合
3、作用 理论。目前关 于预裂爆破成缝机理的认识,在爆破力学领域已基本得到了统一,一 般认为 是爆炸应力波和高压气体联合作用的结果。深孔预裂爆破的一些参数 爆破孔径一般选择5070mm 控制孔径一般选择90120mm 孔间距5m左右 装药一般采用不耦合装药，不耦合系数一般为1.6 封孔长度一般在1012m深孔预裂爆破的药管参数爆破孔裂隙生成示意图 压碎圈半径一般为爆破孔半径的13倍。实验研究，爆心距离 为煤层有效损伤范围；爆心 距离为 时，爆破产生的应力为6.9，大于煤体强度（）；爆心距离大于 时，爆炸波衰 减为弹性波，此时煤体由损伤状态演化为弹性状态，爆破影 响半径一般不会超过。控制孔的作用机理
4、 由于爆破孔附近存在辅助自由面-控制孔,当压缩应力波传播到该自由面时,会反射成拉伸波,当拉伸波大于介质的抗拉强度时,就会产生霍金逊效应,使介质从自由面向里片落，同时反射拉伸波和径向裂隙尖端处的应力场相互叠加,促使径向裂隙和环向裂隙进一步扩展,大大增加裂隙区的范围。控制孔的霍金逊效应 控制孔直径远小于空间距，可以把爆炸压力对控制孔的作用视为无限大介质中受爆炸压力作用的弹性力学模型。控制孔处在爆炸应力场中，在控制孔附近产生应力集中。控制孔受力模型2222aLpaLpacacr平煤五矿己二采区实验后百米钻孔瓦斯流量对比00.10.20.30.40.50.60.72510152030405060708090预裂爆破抽采普通抽采
