煤炭是我國最主要的能源之一,低透性煤層瓦斯的瓦斯抽采效率低、施工周期長嚴(yán)重制約著安全生產(chǎn),通過深孔預(yù)裂爆破增透技術(shù)可以提高瓦斯的抽采效率,提高生產(chǎn)效率、保障生產(chǎn)安全。論文基于爆破破巖機(jī)理,通過采用理論分析、ANSYS有限元軟件模擬分析和現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)相結(jié)合的研究手段,對某礦低透氣性煤層深孔預(yù)裂控制爆破方案和參數(shù)進(jìn)行研究,得到不同耦合系數(shù)、有無空孔、不同封孔長度和炮孔間距等參數(shù)時炮孔周圍裂紋擴(kuò)展情況,并通過現(xiàn)場試驗(yàn)予以驗(yàn)證。主要研究結(jié)論如下:1)在相同的炮孔直徑時,隨不耦合系數(shù)的減小裂隙長度逐漸增大,不耦合系數(shù)由2.1減小至1.2,增長趨勢越來越緩慢。炮孔直徑75mm、藥卷直徑63mm時,炮孔周圍裂隙發(fā)育程度最佳。（2）炮孔間的空孔（控制孔）的存在可以誘導(dǎo)爆生裂隙向空孔位置擴(kuò)展,進(jìn)而增大裂隙擴(kuò)展范圍,隨著爆破藥量的增加作用越明顯。對于炮孔直徑75mm、藥卷直徑63mm的爆破,爆破孔與空孔最佳間距為3.5m,孔間距過小會造成塌孔現(xiàn)象,孔間距過大不利于生成貫穿控制孔的主裂紋,不利于整體煤層裂隙的相互連通。（3）雙孔爆破同時起爆相對于單孔爆破,破碎區(qū)裂隙密度增大70%,有利于提高煤層內(nèi)部的通透性... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題依據(jù)和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 煤巖深孔預(yù)裂爆破目前存在的主要問題
    1.4 研究、試驗(yàn)?zāi)康�、方法與技術(shù)路線
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 研究與試驗(yàn)方法
        1.4.4 主要技術(shù)與路線
2 巖石松動爆破理論及煤層深孔預(yù)裂爆破增透機(jī)理分析
    2.1 巖石爆破破碎原理假說
        2.1.1 爆炸應(yīng)力波反射拉伸作用理論
        2.1.2 爆生氣體膨脹作用理論
        2.1.3 爆生氣體和應(yīng)力波綜合作用理論
    2.2 煤巖預(yù)裂爆破破碎過程
        2.2.1 煤巖在炮孔中的爆炸過程
        2.2.2 炮孔周圍煤巖的破碎過程
        2.2.3 爆破裂隙區(qū)的形成過程
    2.3 煤巖爆破破碎范圍理論分析
        2.3.1 無控制孔時爆破應(yīng)力波對煤巖的損傷破碎力學(xué)分析
        2.3.2 有控制孔時爆破應(yīng)力波對煤巖的損傷破碎力學(xué)分析
    2.4 本章小結(jié)
3 不同爆破參數(shù)下煤層預(yù)裂爆破數(shù)值模擬
    3.1 ANSYS簡介
    3.2 數(shù)值模擬參數(shù)選擇
        3.2.1 煤巖參數(shù)
        3.2.2 炸藥參數(shù)
    3.3 模型建立與結(jié)果分析
        3.3.1 不耦合系數(shù)對爆破效果的影響
        3.3.2 空孔對爆破效果的影響
        3.3.3 鉆孔布置對爆破效果的影響
        3.3.4 雙預(yù)裂孔同時起爆的爆破效果分析
        3.3.5 預(yù)裂孔封堵長度對爆破效果的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 現(xiàn)場工業(yè)試驗(yàn)
    4.1 工作面煤巖層特征
    4.2 巷道及周圍開采情況
    4.3 煤層特性及賦存情況
    4.4 增透爆破方案設(shè)計
    4.5 試驗(yàn)結(jié)果分析
        4.5.1 試驗(yàn)方法
        4.5.2 瓦斯流量分析
        4.5.3 百米鉆孔極限抽采瓦斯量
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果



本文編號：3673223