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深孔穿层爆破提高松软煤层条带区域透气性技术研究

作　者: 陈鹏
导　师: 张明杰; 谭志宏
学　校: 河南理工大学
专　业: 矿业工程
关键词: 增透技术爆破机理 LS-DYNA数值模拟深孔致裂控制爆破
分类号: TD713
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 38次
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内容摘要

如何提高煤层透气性，保证瓦斯抽采效果以满足防突要求，成为了执行好条带预抽煤层瓦斯区域防突措施的关键。深孔致裂控制爆破在提高低透气性煤层透气性问题上可以取得较好的效果。通过理论分析、LS-DYNA数值模拟和现场爆破实践，研究深孔致裂控制爆破炸药在煤体中的爆炸作用及裂纹扩展情况，结合数值模拟和试验数据结果进行分析，分析试验地区地质构造、煤体破坏类型与煤层渗透性特征，测定煤层原始瓦斯含量和压力，观测与分析预爆破区瓦斯抽采效果；理论分析各种增透技术适应性，研究穿层钻孔预抽煤层条带区域增透技术的的可行性、必要性及存在的安全问题及解决方案；根据煤体物理力学性质和深孔致裂控制爆破机理，研究松软厚煤层穿层钻孔爆破技术与工艺，包括爆破钻孔深度、孔径、装药量、爆破偶合性、起爆方式等；针对中泰公司3307岩中巷现场条件，进行深孔控制爆破致裂提高松软煤层透气性工业性试验研究和爆破增透效果测试；根据试验情况及试验中存在的问题，总结研究出适合中泰公司地质条件和开采条件的穿层钻孔预抽煤层条带区域增透技术。在试验工作面完成穿层钻孔预抽煤层条带区域增透技术研究，达到煤层透气性系数提高三倍以上效果。研究适合中泰公司地质条件和开采条件的穿层钻孔预抽煤层条带区域增透技术，为提高抽采瓦斯率，提高区域防治煤与瓦斯突出效果探索新技术、新工艺。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-9
1 引言  9-15
  1.1 瓦斯灾害是煤矿安全生产重大问题  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 低渗突出煤层的区域防突技术研究  11
    1.2.2 局部防突技术研究  11-12
    1.2.3 松动爆破增透技术研究  12-13
  1.3 研究内容  13-14
  1.4 研究目的  14-15
2 深孔致裂控制爆破增透机理及关键问题研究  15-29
  2.1 岩石内部爆破作用  15-16
  2.2 煤体爆炸作用的不同  16-17
  2.3 煤体在爆炸作用下的断裂理论  17-21
    2.3.1 裂缝形成理论分析  17-19
    2.3.2 裂缝扩展理论分析  19-21
  2.4 在爆炸作用下裂缝的形成与扩展  21-23
    2.4.1 爆炸应力波的作用  21-23
    2.4.2 爆生气体作用及贯通裂隙形成条件  23
  2.5 瓦斯压力的作用  23-25
  2.6 深孔致裂控制爆破关键问题研究  25-29
    2.6.1 爆破煤体破坏方式及碎胀性问题  26-27
    2.6.2 抽采钻孔与松动爆破相结合  27-29
3 深孔控制爆破增透技术数值模拟及分析  29-37
  3.1 LS-DYNA 爆破数值模拟  29-35
    3.1.1 模型材料的选取  29-31
    3.1.2 爆破致裂效果  31-35
  3.2 爆破数值模拟分析  35-37
    3.2.1 控制孔距离的选取对致裂效果的影响  35
    3.2.2 装药量和不耦合装药模拟  35-37
4 现场爆破试验研究  37-59
  4.1 煤层瓦斯基础参数测定  37-44
    4.1.1 瓦斯含量测定  37
    4.1.2 径向流量法测定煤层透气性系数  37-44
  4.2 爆破现场实施  44-54
    4.2.1 爆破孔参数设计  44-46
    4.2.2 爆破方式与装药量设计  46-50
    4.2.3 实施爆破试验的安全问题及解决对策  50
    4.2.4 7~#号钻场爆破实施及数据测定  50-51
    4.2.5 26~#钻场爆破实施及数据测定  51-54
  4.3 控制松动爆破增透试验效果分析  54-57
  4.4 应用效果与经济效益分析  57-59
5.结论和展望  59-61
  5.1 结论  59
  5.2 展望  59-61
参考文献  61-65
作者简历  65-67
附件  67

深孔穿层爆破提高松软煤层条带区域透气性技术研究

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