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煤炭生产在国民经济发展中具有举足轻重的地位,但同时煤矿的安全生产形势非常严峻,尤其是矿井瓦斯事故,一直是威胁矿井安全生产最严重的自然灾害之一。为了防治瓦斯灾害,本文提出了采用深孔预裂爆破进行瓦斯抽放的研究课题。深孔预裂爆破能提高煤层瓦斯抽放浓度,缩短抽放时间,对保障煤矿安全生产具有重要现实意义。 本文采取理论分析、模拟实验研究和现场工业试验相结合的方法,从分析钻孔周围煤层中瓦斯赋存和流动规律入手,综合国内外大量相关文献和经验,并结合试验矿井的具体情况和现场资料,提出深孔预裂爆破方案,并对工业试验的效果进行了深入的分析研究和改进。 首先,分析了本课题研究所涉及到的国内外研究现状,以渗流力学、爆破力学、岩石力学等作为理论基础,研究瓦斯流动基本规律;。运用准静压力理论和应力波理论,对深孔预裂爆破增透机理进行了分析和总结。 其次,深入地讨论了深孔预裂爆破抽放瓦斯技术措施的方案设计,尤其是对预裂爆破影响半径的理论计算和布孔方式、装药方式及孔径、孔间距的确定进行了较为详细的分析研究,并应用计算机数值模拟技术对理论计算结果进行模拟。 最后,在七台河矿区进行工业试验,对试验效果进行分析,通过比较爆破前后瓦斯抽放率和抽放量,在同等条件下,深孔预裂爆破提高了瓦斯抽放浓度和瓦斯抽放量,并大大缩短了抽放时间。并对存在的问题提出了改进建议。