吴晓亮,路洁心,李 贺

1 水压爆破原理

水压爆破是将炸药置于受约束的有限水域内,利用水作为传能介质来传递炸药爆炸时所产生的能量和压力,以此来破碎周围介质的一种爆破方法。

水压爆破就是炸药在水中爆炸时,通常产生冲击波、气泡和压力波,三者都能对目标有一定程度的破坏,爆破近区产生压缩粉碎区,形成爆破空腔,煤体固体骨架发生变形破坏,在爆炸空腔壁上产生长度约为炮孔半径数倍的初始裂隙,空腔壁上部分原生裂隙将会扩展、张开。爆轰后冲击波通过水作用于孔壁,冲击波到达孔壁后迅速产生反射,反射波到达分界面后水体便达到准静态压力状态,准应力场并楔入空腔壁上己张开的裂隙中,与煤层中的高压瓦斯气体共同作用于裂隙面上,在裂隙尖端产生应力集中,使裂隙进一步扩展,进而在爆破孔周围形成径向“之”字形交叉裂隙网。再加上控制孔的作用,形成反射拉伸波和径向裂隙尖端处的应力场相互叠加,促使径向和环向裂隙进一步扩展,大大增加了裂隙区的范围,由于爆炸应力场的扰动,原生裂隙的瓦斯将作用于己产生的裂隙内,使裂隙进一步扩展。最后,在爆破孔的周围形成包括压缩圈、径向和环向裂隙交错的裂隙及次生裂隙圈在内的较大的连通裂隙网。

2 工作面概况

己15-31010工作面是十二矿规划的三水平首采工作面,工作面位于三水平东翼上部,东邻八矿、南邻十二矿北山风井保护煤柱、西邻三水平三条下山、北面为未开采区域。……