潘三矿C13煤层爆破增透相似模拟试验研究

发布时间：2020-07-03 21:20

【摘要】：在我国的能源结构中,煤炭占比较高,长期处于主体能源地位,然而煤矿事故严重制约着煤炭行业的发展。随着科技的不断进步,我国煤矿百万吨死亡率不断降低,但是随着煤矿开采深度的不断增加,高瓦斯低透性煤层的比例显著提升,加剧了煤矿的瓦斯抽采的难度,不利于煤矿的安全生产。为了提高瓦斯的抽采效果,保障生产安全,需要对煤层进行增透处理。在目前的煤层增透技术中,爆破增透具有广泛的适用范围。本文在爆炸力学、岩石力学和断裂力学的基础上,分析了国内外学者对爆破增透的研究成果,对深孔爆破增透机理进行了总结,根据相似理论,以淮南集团潘三矿C13煤层及其顶底板为模拟原型,进行了相似配比试验,确定了相应的配比,其中煤层的配比材料及比例为:砂子:水泥:石膏:云母粉:煤粉:水=3.5:0.4:1.0:0.06:1.2:0.7。之后在实验室内搭建实验平台,浇筑试验模型,制作两种不同结构的药卷,开展爆破增透相似模拟试验。试验采用超动态应变仪和并行电法仪进行数据收集,通过分析超动态应变仪的试验数据,可以得出:发生爆炸后,炸药对周围介质的作用主要集中在动载阶段和静载阶段。在两个试块的1#位置处,定向聚能药卷爆破后的应变峰值是普通药卷爆破后的1.22倍,定向聚能药卷爆破后的静载阶段比普通药卷爆破多持续200ns。通过分析网络并行电法仪的反演图,可以得出:填装普通药卷的试块,选定平面的电阻率跃升幅度在38.9%左右。填装定向聚能药卷的试块,中心位置跃升幅度在66.7%左右。对比两种不同药卷作用前后的电阻率等高线图,定向聚能药卷在聚能方向上促进裂隙发育的效果要优于普通药卷。从试块的宏观表面裂隙、爆破过程中的动态应变以及爆破前后的电法反演三方面来看结论相互印证,说明定向聚能药卷能够在聚能方向上更好的促进裂隙发育,增加煤层的透气性,降低粉碎区的能量消耗,能够为工程实践提供参考。图[47]表[11]参考文献[86]
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD712.6
【图文】：

图 1-1 2013—2017 年我国煤矿瓦斯事故占总事故比例 Proportion of coal mine gas accidents to total accidents in China from 201图 1-2 2013—2017 年我国煤矿瓦斯事故死亡人数占总死亡人数比例-2 Proportion of deaths from coal mine gas accidents in China from 2013 t 1-1 可知，瓦斯事故在事故总数中的比例呈上升趋势，占比接 可知，瓦斯事故死亡人数在事故总死亡人数中的比例也呈上升

图 1-2 2013—2017 年我国煤矿瓦斯事故死亡人数占总死亡人数比例-2 Proportion of deaths from coal mine gas accidents in China from 2013 to 20 1-1 可知，瓦斯事故在事故总数中的比例呈上升趋势，占比接近可知，瓦斯事故死亡人数在事故总死亡人数中的比例也呈上升趋左右波动。虽然我国在煤矿瓦斯防治方面取得了很多的成果，技进步，但要进一步降低瓦斯事故，实现更高水平的安全生产，仍。，随着矿井的采深不断增加[5]，地应力不断升高，由此带来了很多透气性下降、瓦斯含量上升、瓦斯压力增大等，这些问题加剧了危险性性，而且影响了瓦斯的抽采效果，不利于煤矿企业的安全的稳定发展，因此开展瓦斯增透方面的研究工作仍具有重要意义

【参考文献】

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3 刘健;刘泽功;高魁;马衍坤;李重情;郭林杰;;深孔定向聚能爆破增透机制模拟试验研究及现场应用[J];岩石力学与工程学报;2014年12期

4 蔡峰;刘泽功;;耦合装药特性对深孔预裂爆破应力波能量衰减的影响[J];煤炭学报;2014年S2期

5 程远平;刘洪永;赵伟;;我国煤与瓦斯突出事故现状及防治对策[J];煤炭科学技术;2014年06期

6 蔡峰;刘泽功;;煤层深孔预裂爆破耦合装药系数对爆生应力波能量的影响研究[J];应用力学学报;2014年03期

7 赵宝友;王海东;;深孔爆破技术在高地应力低透气性高瓦斯煤层增透防突中的适用性[J];爆炸与冲击;2014年02期

8 郭德勇;吕鹏飞;王义贵;杨睿;;深孔聚能爆破煤层增透爆破参数研究[J];北京科技大学学报;2013年12期

9 刘健;刘泽功;高魁;姜二龙;;深孔爆破在综放开采坚硬顶煤预先弱化和瓦斯抽采中的应用[J];岩石力学与工程学报;2014年S1期

10 袁亮;薛俊华;张农;卢平;;煤层气抽采和煤与瓦斯共采关键技术现状与展望[J];煤炭科学技术;2013年09期

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4 陈磊;深孔预裂爆破煤层增透相似模拟实验研究[D];安徽理工大学;2014年

5 许亚优;赵庄煤矿瓦斯抽采系统优化研究[D];辽宁工程技术大学;2014年

6 周加川;采空区瓦斯抽放技术的研究与应用[D];太原理工大学;2012年

7 徐阿猛;深孔预裂爆破抽放瓦斯的研究[D];重庆大学;2007年

本文编号：2740188