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构造煤层顶板爆破跨界面致裂增透机制研究及应用
被引量：
6
1
作者
高魁
王有为
+2 位作者
乔国栋
田宇
傅师贵
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期35-46,共12页
深部煤炭开采地质条件恶化,原生煤在多期构造运动作用下形成松软低渗高瓦斯构造煤层,煤层钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实。针对目前构造煤层顶板爆破致裂增透关键技术没有得到根本突破问题,构建试验模型进行煤层...
深部煤炭开采地质条件恶化,原生煤在多期构造运动作用下形成松软低渗高瓦斯构造煤层,煤层钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实。针对目前构造煤层顶板爆破致裂增透关键技术没有得到根本突破问题,构建试验模型进行煤层顶板爆破相似模拟试验和数值分析,监测跨界面应力波传播和宏观三维裂隙演化形态,再现了爆破应力波传播和煤岩体内部损伤破坏过程。研究表明:(1)构造煤层爆破损伤范围主要集中在爆破孔和煤层上下煤岩交界面附近煤体;构造煤顶板爆破产生跨界面致裂卸压裂纹,爆破损伤沿爆破孔向四周岩体扩展,最后蔓延到煤层底板,爆破孔位置和上部煤岩交界面以及煤层内部的损伤较为严重。(2)爆破应力波从构造煤层顶板传播到煤岩交界面时发生波的透射和反射,透射的压缩应力波破坏煤体;反射的拉伸应力波反作用于煤岩交界面区域岩体。(3)爆破累积损伤产生的跨界面交叉裂纹卸压,使顶板岩层裂隙和构造煤层裂隙贯通,有利于构造煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。现场应用表明,煤层顶板爆破瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,瓦斯抽采纯量从爆破前的0.07 m^(3)/min提高到1.73 m^(3)/min,体积分数从10.46%上升到68.50%,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部构造煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。
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关键词
构造煤
模拟试验
爆破卸压
煤层增透
瓦斯治理
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职称材料
题名
构造煤层顶板爆破跨界面致裂增透机制研究及应用
被引量：
6
1
作者
高魁
王有为
乔国栋
田宇
傅师贵
机构
安徽理工大学
安全科学与工程学院
煤矿
深井
开采
灾害
防治
技术
科技
研发
平台
(
安徽理工大学
)
出处
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期35-46,共12页
基金
国家自然科学基金项目(52374179)
安徽省自然科学基金项目(2208085ME125)
+1 种基金
安徽省高校优秀青年人才支持计划项目(gxyq2022016)
煤矿深井开采灾害防治技术科技研发平台(安徽理工大学)开放基金项目(DPDCM2204)。
文摘
深部煤炭开采地质条件恶化,原生煤在多期构造运动作用下形成松软低渗高瓦斯构造煤层,煤层钻孔施工困难,爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实。针对目前构造煤层顶板爆破致裂增透关键技术没有得到根本突破问题,构建试验模型进行煤层顶板爆破相似模拟试验和数值分析,监测跨界面应力波传播和宏观三维裂隙演化形态,再现了爆破应力波传播和煤岩体内部损伤破坏过程。研究表明:(1)构造煤层爆破损伤范围主要集中在爆破孔和煤层上下煤岩交界面附近煤体;构造煤顶板爆破产生跨界面致裂卸压裂纹,爆破损伤沿爆破孔向四周岩体扩展,最后蔓延到煤层底板,爆破孔位置和上部煤岩交界面以及煤层内部的损伤较为严重。(2)爆破应力波从构造煤层顶板传播到煤岩交界面时发生波的透射和反射,透射的压缩应力波破坏煤体;反射的拉伸应力波反作用于煤岩交界面区域岩体。(3)爆破累积损伤产生的跨界面交叉裂纹卸压,使顶板岩层裂隙和构造煤层裂隙贯通,有利于构造煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。现场应用表明,煤层顶板爆破瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升,瓦斯抽采纯量从爆破前的0.07 m^(3)/min提高到1.73 m^(3)/min,体积分数从10.46%上升到68.50%,并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部构造煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。
关键词
构造煤
模拟试验
爆破卸压
煤层增透
瓦斯治理
Keywords
tectonic coal
simulation test
blasting for pressure relief
coal seam permeability enhancement
gas control
分类号
TD32 [矿业工程—矿井建设]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
构造煤层顶板爆破跨界面致裂增透机制研究及应用
高魁
王有为
乔国栋
田宇
傅师贵
《煤田地质与勘探》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
6
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