王麒翔

(1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037； 2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037)

我国南方含煤盆地经历多期次构造运动，煤系地层受到复杂的地质演化揉搓，大部分地区煤层煤体松软[1]，煤体透气性较差，导致瓦斯抽采困难，掘进缓慢，采掘接替紧张，瓦斯治理周期长[2-3]，严重影响煤矿安全高效生产。目前较流行的煤层增透措施[4-6]有水力压裂增透、水力割缝增透、水力造穴增透、液态CO2相变致裂增透、深孔松动爆破卸压增透等。其中，深孔预裂爆破技术较传统，但是相对前两者有着环境污染程度低、块煤保留率高等优点[7-8]，仍为煤矿现场常用技术。深孔预裂爆破技术通过爆破产生的应力波破坏煤体结构，创造瓦斯解吸和运移的通道[9-12]。而煤层条件、深孔爆破参数、爆破施工方式等对增透效果均产生影响，因此，研究在松软煤层条件下深孔爆破的影响范围及多孔耦合效应，确定松软煤层深孔预裂爆破合理布孔参数，仍具有重要意义。

1 深孔预裂爆破数值模拟

确定松软煤层深孔预裂爆破合理布孔参数，拟采用COMSOL有限元软件对单孔和多孔预裂爆破效果进行数值模拟。贵州水矿集团大湾煤矿11号煤层是水城矿区的主采煤层，具有我国南方松软煤层的代表性[13-15]，渗透率集中在0.001×10-3～0.100 ×10-3μm2，煤质较软，坚固性系数0.16～0.29，视密度约1.33 g/cm3。以离散元固—流耦合网格构建煤层条件模型，深孔爆破的应力取10 GPa[16]，进行数值模拟分析，获得单孔爆破下深孔预裂爆破有效影响范围以及多孔共振爆破时爆破能量的耦合效应参数。……