回采工作面边采边抽瓦斯抽放技术研究

本文主要研究深孔控制爆破技术在解决单一、低透气性、高瓦斯煤层回采过程中工作面易瓦斯超限及煤与瓦斯突出的危险性随时都可能发生的复杂难题中的应用。文章全面研究了深孔控制爆破的机理,并对其特点和炸药在煤体内部爆炸的作用过程进行了详细的探讨和分析;建立了深孔控制爆破的数学模型,并借助ANSYS软件进行数值计算模拟和分析,从理论上研究了爆破孔和导向孔孔间距、爆破孔装药耦合系数和爆破孔直径等几个因素对卸压增透效果的影响,计算出多爆破孔预裂爆破卸压后钻孔周围卸压增透区、应力集中带内透气性系数降低区、原始透气性区等各区范围和透气性系数变化规律。同时,根据多孔介质渗透理论,导出了常、变透气性煤层抽放钻孔周围瓦斯流动场方程,编写了计算机程序,对抽放钻孔周围瓦斯流动场进行了数值模拟计算。另外,在祁南矿进行了工业性试验,确定了边采边抽抽放瓦斯钻孔的合理布置参数和最佳位置,以及瓦斯抽放量与抽放动力和钻孔数量的关系,现场试验获得成功。 研究表明:深孔控制爆破可以有效地卸除地应力和瓦斯压力,提高煤层透气性系数,是一种十分实用的有效的提高瓦斯抽放量、防止煤于瓦斯突出的措施。