高瓦斯低渗煤层控制孔与定向控制爆破复合作用增透试验研究

针对高瓦斯低渗煤层爆破增透时爆破裂隙不能较好的沿煤层方向扩展,爆破能量利用率低的问题,进行控制孔与定向控制爆破复合作用增透试验研究。根据爆炸应力波的传播规律,建立控制孔辅助作用下爆炸应力波传播的力学模型,将爆破后4组不同孔径控制孔与1组无控制孔的裂纹起裂及应力发展规律进行对比分析,得出爆生裂纹的扩展规律以及应力峰值的涨幅关系。利用自主搭建的爆破试验平台进行爆破相似模拟试验,结果表明,在裂纹扩展方面,当控制孔孔径过小,控制孔对裂纹导向作用较弱,爆破孔和控制孔之间平行于煤层裂纹不明显;随着孔径增大,控制孔对裂纹导向作用加强,双孔之间形成平直的贯通爆生裂纹,定向作用较为明显。应力方面,控制孔迎爆侧应力峰值随着孔径增大而增大,最大涨幅为40.4%;在控制孔背爆侧随着孔径增大应力峰值呈先增加后减小的动态趋势,即周围应力场随着孔径的增大会出现一个最大应力场。研究成果运用于高瓦斯低渗煤层定向控制爆破中,可以有效提高爆破能量利用率和煤层透气性。