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大湾煤矿煤层深孔预裂爆破增透技术研究与应用

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在低透气性瓦斯突出煤层回采工作面，施工瓦斯预抽钻孔数量多，钻孔预抽时间长，瓦斯抽放浓度及纯量低，采煤工作面消突时间长，矿井采掘接续紧张。瓦斯抽采不达标使采煤工作面推进速度缓慢，瓦斯超限、瓦斯爆炸及煤与瓦斯突出的危险性升高，提高低透气性突出煤层瓦斯抽放效率和抽放浓度，有利于提高矿井产量和生产效率，改善工人的生产作业环境和安全条件，实现低透气性突出煤层安全高效开采。 本文以贵州水城矿业股份有限公司大湾煤矿为工程背景，通过理论分析、试验研究、数值模拟及现场工业试验，分析了9#煤层工作面深孔预裂爆破增透关键技术。研究表明，在爆炸压力波、爆生气体、控制孔及瓦斯压力共同作用下，煤层深孔预裂爆破可以明显增加煤层透气性；控制孔充当自由面对爆破具有导向补偿作用，有利于提高爆炸能量利用率，爆破后在爆破孔周围形成相互连通的“之”字形裂隙网，从而使煤层透气性得到提高；采用本地生产的适用爆破器材和正向不耦合装药结构，自制压风封孔器封孔，封孔深度8~15m，爆破孔外大串联一次起爆，利于安全管理与增透施工。 研究成果在大湾煤矿西井X10901-3工作面区段回风平巷工业性试验与应用表明，在预裂爆破控制区内，煤层透气性系数煤层透气性系数九由0.676～0.683rn2/MPa2.d之间提高到到3.926~4.597m2/MPa2·d，透气性系数增加5.8~6.8倍，深孔预裂爆破增透有效影响半径达6m;预裂增透后，抽放孔工程量减少1/2，抽采达标周期压缩到预裂增透前（3～4月）的1/3；预裂增透后单孔平均瓦斯浓度及纯量为预裂增透前的3.72倍、3.79倍，比较有效地消除了瓦斯超限、瓦斯爆炸及煤与瓦斯突出危险隐患，技术经济效果与社会效益显著。

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