亭南煤矿低透特厚煤层深孔预裂爆破增透效果研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lhcming
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对于类似亭南煤矿存在着煤层透气性低和瓦斯含量高的矿井,采用常规的方法预抽煤层瓦斯,抽采效果差、难以解除煤层开采时的瓦斯威胁。通过深孔控制预裂爆破强化抽采开采煤层瓦斯,是一项有效的瓦斯防治手段,该技术能够提高煤层透气性,进而实现快速抽采瓦斯。结合现场实际情况首先对预裂爆破抽采方案进行了设计,并给出了除钻孔间距之外的其它预裂爆破参数;之后根据煤层深孔预裂爆破成缝机理及裂隙扩展力学模型对裂隙扩展范围进行了理论计算和FLAC3D数值模拟研究,得出深孔预裂爆破后裂隙扩展范围在3.4 m左右,为钻孔间距的选择提供依据;同时,通过对比现场实测与COMSOL模拟所得的预裂爆破前单孔有效抽采半径值,得出其结果相互吻合,从而证明模拟所得的预裂爆破后有效抽采半径为3.6 m的是可信的。最终综合考虑了裂隙扩展范围和有效抽采半径得出深孔预裂爆破的合理钻孔间距为3.5 m。通过对现场实验观测表明:预裂爆破后平均单孔瓦斯抽采量为7 910.9 m3,是未爆破前单孔瓦斯抽采量的2.36倍;爆破后瓦斯抽采率大大提高,达到了 50.8%,满足了工作面抽采和安全生产的要求;煤层透气性系数提高了 7.78倍左右,平均为2.607 m2/MPa2·d;钻孔极限抽采瓦斯量也提高到了 9 898.52 m3,是普通抽采的5.27倍。达到了预裂爆破的预期效果,解决了低透气性煤层瓦斯抽采的难题,为其他类似条件的矿井提供借鉴和指导。
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