Simulation test research and application of blasting and penetration improvement in the soft coal seam floor
-
摘要:
针对松软煤层爆破增透钻孔施工困难，爆破增透产生的裂隙不发育且易于重新压实的问题，提出在底板岩层开展爆破作业，达到松软煤层增透进而增加瓦斯有效抽采时间的目的。为了监测跨界面应力波传播规律及煤层损伤状况，在实验室构建了物理模型并开展了煤层底板爆破相似模拟试验。同时使用数值模拟的研究方法对煤层底板爆破过程中煤、岩体内部的损伤及裂隙的演化过程进行补充。结果表明：松软煤层底板爆破裂纹沿爆破孔向四周岩体扩展，爆破孔位置和底板煤岩交界面以及煤层内部的破坏较为严重，产生跨界面损伤裂纹。爆炸应力波从松软煤层底板岩层传播到松软煤层时，岩体和松软煤体的交界面产生透射压缩应力波和反射拉伸应力波，透射波作用于松软煤体，使煤层裂隙增加；反射波反作用于岩体，在煤岩交界面形成交叉裂纹，使底板岩层裂隙和松软煤层裂隙贯通，有利于松软煤层的瓦斯垂向运移流动和卸压瓦斯抽采。潘一东煤矿现场应用表明，煤层底板爆破增透后瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升，抽采纯量从0.06 m3/min提高到1.46 m3/min，增加了23.33倍；瓦斯浓度从爆破前的10.46%上升到45.50%左右，增加了3.34倍，并且长时间维持在较高水平。研究成果可为深部松软煤层瓦斯高效抽采提供理论基础和技术支持。
Abstract:Aimed at the problems of difficult drilling construction of blast penetration, undeveloped fractures produced by blast penetration, and the fractures is easy to recompact in the soft coal seam, the blasting operations carried out in the floor was proposed to achieve the purpose of increasing the penetration of soft coal seams and thus improve the effectiveness of gas extraction. In order to monitor the cross-interface stress wave propagation pattern and the damage state of the coal seam, a physical model was constructed in the laboratory and a similar simulation test of coal seam floor blasting was carried out. Concurrently, the numerical simulation research method was employed to supplement the evolution of damage and fractures within the coal and rock during the blasting process of the coal seam floor. The results shown that, the blast cracks expanded along the blast hole to the surrounding rock mass in soft coal seam floor, causing more serious damage at the location of blast hole, the coal-rock interface of the floor, and within the coal seam, producing cross-interfacial damage cracks. When the explosive stress wave propagated from the soft coal seam base rock layer to the soft coal seam, the interface between the rock and the soft coal generated transmitted compressive stress wave and reflected tensile stress wave. Transmission waves acted on the soft coal to increase the fractures in the coal seam. Meanwhile, the reflected waves reacted on the rock, forming cross-cracks in the coal-rock interface, making the fractures of the rock floor and the soft coal seam penetrated, which was conducive to the vertical transport flow of gas in the soft coal seam and the extraction of pressure-relief gas. Field application at Pan Yidong coal mine shown that, the pure volume of gas extraction and its concentration increased rapidly after blasting the coal seam floor to improve the penetration. The pure volume of gas extraction increased from 0.06 m3/min to 1.46 m3/min, an increase of 23.33 times. Gas concentration surged from 10.46% before blasting to approximately 45.5%, an increase of 3.34 times, and remained at a high level for a long time. The research results can provide theoretical basis and technical support for efficient gas extraction from deep soft coal seams.
-
0. 引 言
随着浅部资源枯竭，我国多数矿井已进入深部开采[1-2]。深部矿井地应力增大，瓦斯矿井逐渐升级为高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，松软低透气性煤层矿井开采比例越来越大。针对深部松软煤层开采，煤层裂隙不发育，透气性普遍较低，大量瓦斯难以抽采，瓦斯压力、原始瓦斯含量难以降到安全值范围内，受采掘扰动影响容易发生瓦斯事故，瓦斯动力灾害的复杂性、危险性和防治难度增大[3]。2010年以来，煤与瓦斯突出事故死亡人数总体下降，但所占煤矿灾害比例依然没有降低[4]。钻孔瓦斯抽采是煤矿井下瓦斯灾害防治的重要举措之一[5-7]，针对高瓦斯煤层开采，国内外学者提出了煤层强化增透技术，如水力压裂、CO2致裂和深孔爆破等[8-9]。深孔预裂爆破技术由于适应范围广和造缝效果明显，国内外学者在该领域开展了卓有成效的研究工作，取得了丰硕的研究成果，在国内多个高瓦斯矿区得到应用[10]。综合国内外专家对爆破作用机理的研究表明煤层的破坏是由爆炸应力波、爆生气体和瓦斯共同作用的结果。其中，应力波的压缩作用在煤体中形成粉碎区，而应力波的拉伸作用和爆炸生产气体的静力作用在煤体中形成裂隙区，瓦斯压力的存在有利于爆生裂纹的扩展。一些学者研究发现聚能爆破通过特殊的装药结构提高了特定方向上爆炸的破坏作用，利用深孔聚能爆破进行卸压增透可以有效提高煤层的透气性与瓦斯抽采率，如郭德勇等[11-13]利用聚能爆破定向致裂煤体，通过在现场进行定向聚能爆破煤层增透试验，达到了增加煤体的裂纹和维持围岩稳定的效果。夏彬伟等[14]针对爆生裂缝无序扩展至顶底板引发顶底板失稳破断的技术难题，提出了缝槽水压爆破技术，试验分析了缝槽水压爆破裂缝特征及应力演化规律。低透气性煤层采用聚能爆破增透技术后，瓦斯抽采初期浓度高、流量大，抽采纯量在短时间内可以达到原始状态的几十倍到几百倍，极大提高了瓦斯抽采效率。
目前，瓦斯与煤炭协调开发的技术体系基本形成。但是，复杂的资源禀赋条件使得我国煤矿瓦斯抽采仍然面临“抽采难度大、抽采效率低、抽采集中度低”等困难[15]。对于松软低透气性煤层爆破增透，由于爆生裂隙粗短并且很快被压实而失去导流能力，导致煤层瓦斯高效抽采的衰减速度较快，爆破增透后的瓦斯高效抽采期非常短。同时，钻孔在软煤中钻进过程中容易发生钻孔坍塌、埋钻。深部开采所带来的一些瓦斯防治的新问题没能解决，田坤云等[16]考察了水力挠动措施对软煤及砂岩的卸压增透效果，龚敏等[17]将爆破增透钻孔布置在煤巷底板岩石中以提高瓦斯抽采率，为深部松软煤层卸压增透提供了一条新的思路。为方便增透钻孔施工，将钻孔布置在底板岩层，可解决松软煤层钻孔不稳定和爆生裂隙短期容易被压实的问题，从而提高爆生裂隙的长效导流能力。从卸压增透机理方面考虑，爆破致裂坚硬底板和松软煤体是煤层卸压增透的前提，爆生裂隙的网络形态是决定增透效果的关键。因此，针对深部松软低渗煤层开采，研究松软煤层底板爆破动载荷作用下，岩体和松软煤体的损伤演化与煤岩交界面裂隙扩展规律，可为松软低渗煤层瓦斯长时效抽采提供坚实的理论基础和技术支持。
1. 松软煤层底板爆破模拟试验
1.1 试验系统
在相似模拟试验中，模型与原型应力、密度和长度均要满足比尺因数关系。在本文中Froude比例法被用于比尺因数关系的求取[18-19]。试验模型尺寸为30 cm×30 cm×30 cm，如图1所示，煤层厚度8 cm。模型爆破孔布置在松软煤层底板位置，距离煤层下端8 cm。
试验采用应变砖监测爆破过程中的应变数据变化规律，在爆破孔水平方向上，距离爆破孔右侧3 cm和7 cm的位置分别布置1号和2号应变测点；垂直方向上，距离爆破孔正上方3 cm和7 cm的位置分别布置3号和4号应变测点。
试验原型取自淮南矿区11-2煤层，原型煤岩力学参数见表1，试验模型的材料配比参数见表2。
表 1 原岩力学参数Table 1. Mechanical parameters of prototype coal and rock岩性 密度/
(g·cm－3)弹性模
量/GPa泊松比 抗压强
度/MPa抗拉强
度/MPa泥岩 2.4 13.8 0.23 21.8 1.3 11-2煤 1.4 2.97 0.32 5.46 0.4 表 2 模拟试验材料质量配比Table 2. Ratio parameters of materials in blasting testskg 岩性 砂子 水泥 石膏 水 煤粉 岩层 6.1 1.2 0.5 0.70 0 煤层 2.5 0.2 1.2 0.65 1.8 爆破模拟试验装置如图2所示，箱体内部尺寸为30 cm×30 cm×30 cm，箱体前后两侧为可拆卸钢板。
试验使用LK2109A(B)型超动态应变仪对爆破过程的应变数据进行实时采集，如图3所示。
试验药卷使用长度为16 mm，直径为2 cm，厚度为1 mm的PVC管制作，在PVC管内填充二级煤矿许用水胶炸药，放置一根长度与管体相等的特制传爆体，制作完成的爆破药卷如图4所示。
1.2 试验模型内部损伤监测
超声波声速的大小能间接反映煤岩体内部损伤破坏情况，如果煤岩内部有损伤缺陷，当超声波在煤岩内部裂隙中进行传播时，声速将会降低。松软煤层底板爆破致裂增透主要关注爆破动载荷对煤层产生的破坏作用，所以只对煤层中裂隙演化进行分析。
选择试验模型中的松软煤层平面进行超声波检测，该平面位于距试验模型底部15 cm（位于煤层中间）位置。通过超声波数据反演爆破前后煤层内部裂隙发育情况，如图5所示。
将试验模型侧面的超声波发射测点依次编号1～6，对应的接收测点依次编号为1′～6′，测点布置如图6所示。
测点1为发射测点，向其他6个接收测点发射射线时，1′～6′的接收测点都会接收到来自发射测点1的超声波信号，6个发射测点会在煤层平面产生36条超声波射线，如图7所示。
试验使用HC-U81超声波检测仪对松软煤层的破坏情况进行检测，仪器如图8所示。
1.3 试验过程
先制作尺寸为30 cm×30 cm×30 cm的木质箱体，然后在木质箱体内铺设试验模型。制作时按照试验方案中设计的尺寸在木质箱体内逐层铺设，并在相应的位置用PVC管预留爆破孔，同时埋设应变片。模型制作完成后抽出PVC管，将试样在室温下风干养护1个月备用，如图9所示。
模型风干后，用超声波检测仪检测爆破前试验模型的超声波数据。然后将模型移入试验装置，装入爆破药卷，用炮泥塞入炮孔并捣实，完成封孔操作，如图10a所示。保持预定的载荷对试验模型进行应力加载，如图10b所示。
最后，把雷管引爆线拉至安全区域连接起爆器进行起爆，如图11所示，并于爆破开始前进行应变数据采集。试验结束后，将模型从试验箱体内缓慢取出进行爆破后的超声波检测。
1.4 试验结果分析
1) 爆破裂隙扩展和应变数据分析。炸药在试验模型底板岩体爆破后，瞬间产生爆炸冲击波和高压爆生气体作用于底板炮孔周围岩体产生初始径向裂隙。随后爆生气体楔入径向裂隙产生爆破粉碎圈，爆破裂纹在爆破孔附近呈放射状扩展分布。爆炸冲击波和高压爆生气体促使爆破裂纹沿爆破孔向四周扩展，裂纹从底板岩体扩展到松软煤层时，在煤岩交界面产生跨界面的裂纹，裂纹一直蔓延到松软煤体中并呈现出交错扩展的形式，在松软煤层中产生了细小交叉贯通的裂纹，如图12所示。
![图 12 煤层底板岩层爆破裂纹发育]()
图 12 煤层底板岩层爆破裂纹发育Figure 12. Development of blasting cracks in coal seam floor rock layers爆炸冲击波在试验模型中传播，产生的爆炸压缩荷载作用于岩体后会在其反方向形成拉伸卸载波，压缩波和卸载波对应于应变曲线的不同方向变化[20]，如图13所示。从图中可以看到1号测点的第1次压应变和拉应变峰值为−13 316×10−6和
8182 ×10−6，2号测点第1次压应变和拉应变峰值为−10 035×10−6和7 201×10−6；3号测点的第1次压应变和拉应变峰值分别为−13 447×10−6和8 550×10−6，4号测点的第1次压应变和拉应变峰值分别为−10 244×10−6和6 751×10−6。当爆炸应力波从底板岩体传播到上覆松软煤层时，由于煤岩交界面爆炸应力波的透射和反射，3号和4号应变测点出现了多次应力峰值。
2) 超声波CT检测结果分析。根据超声波检测仪采集的超声波数据进行反演成像，如果爆破前后超声波平均波速的衰减程度越大，说明试验模型受到爆破载荷损伤越大，煤岩体的破坏就越严重。试验模型松软煤层断面超声成像如图14所示。
爆破前的试块超声波波速主要保持在2.0～2.15 km/s，局部波速到达2.3 km/s，平均波速在2.1 km/s左右，说明在试验模型内部存在不均质性，但模型的整体完整性较好，波速没有发生大范围的波动变化。
爆破后试验模型的整体波速减小到了1.7～2.0 km/s，松软煤层断面的超声波波速变化与爆破前相比图色差异较大。在爆破孔上方煤层出现了少量波速在1.4～1.7 km/s的区域，说明底板爆破损伤影响到了煤层，爆破对松软煤层内部造成了破坏，产生了爆破裂隙。
2. 爆破扰动煤岩体数值模拟
2.1 数值模型
数值模拟可以直观再现爆炸冲击波传播和煤岩体内部损伤破坏演化全过程，根据试验模型尺寸和力学参数建立底板爆破数值模型，利用DYNA3D数值模拟软件进行数值计算，模型边界条件设置如图15所示。
数值模拟采用RHT (Riedel-Hiermaier-Thoma)本构模型，引入拉、压损伤模拟煤岩脆性材料的动态响应过程。使用JWL (Jones−Wilkens−Lee)状态方程对炸药爆炸对外做功及爆轰产物膨胀驱动过程进行描述。JML状态方程是描述高能炸药爆轰产物的压力、体积与能量之间的关系：
P=A(1−ωR1V)e−R1V+B(1−ωR2V)e−R2V+ωE0V (1) 式中：P为爆轰压力，MPa；A，B为JWL状态方程压力参数，GPa；R1，R2，ω为炸药特性参数，无量纲；E0为爆轰产物内能，MJ；V为相对体积，m3。D为炸药爆速，ρ为炸药密度。炸药各项材料参数见表3。
表 3 炸药材料参数Table 3. Parameter of explosive materialρ /(kg·m-3) D/(m·s-1) A/GPa B/GPa R1 R2 ω E0/GPa 950 2800 347 7.33 4.15 0.95 0.3 2 2.2 结果分析
爆破数值模型在不同时刻的损伤演化如图16所示，t=40 μs时，爆破初始阶段损伤沿爆破孔向四周岩体扩展，随后损伤蔓延至煤岩交界面；t=60 μs时，损伤沿着交界向煤层内部扩展。
![图 16 不同时刻数值模型损伤损伤演化过程]()
图 16 不同时刻数值模型损伤损伤演化过程注：损伤度取值为0～1，当损伤度等于1时，表明单元完全损伤，显示为红色。Figure 16. Damage evolution process of numerical models at different times应力波在岩体和松软煤体的交界面产生透射压缩应力波和反射拉伸应力波，透射波作用于松软煤体，使煤层裂隙增加；反射波反作用于岩体，在煤岩交界面形成交叉裂纹，使底板岩层裂隙和松软煤层裂隙贯通[18]，爆破后期煤岩交界面损伤程度进一步加剧，t=120 μs时，损伤蔓延到煤层顶板，爆破孔位置和上部煤岩交界面以及煤层内部的损伤较为严重，在底板岩层、煤岩交界面和松软煤层损伤交叉蔓延贯通。
为直观再现数值模型内部不同位置的损伤演化过程，沿模型垂直方向每隔5 cm进行切片处理，如图17所示，中间切片为垂直爆破孔中心位置。从图中可以看出，t=120 μs时，模型损伤在爆破孔周围和煤岩交界面处最为严重，岩垂直过炮孔的切片损伤向上蔓延至煤层内部，爆破孔两侧的切片上也出现了明显的损伤，但随着距离爆破孔位置增加损伤变小。t=240 μs时，爆破孔两侧的损伤贯穿煤岩交界面，在松软煤层和底板岩层的煤岩交界面出现了较长的径向裂纹和放射状裂纹交叉扩展的方式，产生跨界面致裂卸压裂纹，底板岩层裂隙和松软煤层裂隙贯穿不易在短期内重新被压实，在模型中构成了一个立体的裂隙网络，为瓦斯抽采提供了流动通道。这有利于松软煤层瓦斯运移和底板穿层钻孔卸压瓦斯抽采。
![图 17 不同时刻数值模型内部损伤演化过程切片]()
图 17 不同时刻数值模型内部损伤演化过程切片Figure 17. Slice of internal damage evolution process in numerical models at different times3. 松软煤层底板爆破增透现场试验
3.1 工作面概况
潘一东煤矿位于安徽省淮南市潘集区，矿区内11-2煤层由西向东逐渐变厚，平均厚2.8 m，11-2煤层基本顶为细砂岩，煤层直接底板为泥岩，均厚约3.2 m，其底部发育一层厚0.2 m的煤线；基本底为粉砂岩，厚约4.2 m，岩石致密坚硬。实测11-2煤层瓦斯压力最大值为1.9 MPa，坚固系数f为0.47，瓦斯放散初速度ΔP为13.5，最大瓦斯含量W为10.36 m3/t，为松软低透气性煤层。
为确保1242(1)综采工作面进风巷和回风巷掘进期间的安全，该工作面在掘进前采用底板巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施。1242(1)进风底板巷穿层瓦斯抽采钻孔按5 m×5 m布置，为提高松软低透气性煤层工作面底板巷穿层瓦斯抽采钻孔的预抽效果，增加瓦斯抽采的浓度和流量，实现煤巷快速掘进，在1242(1)综采工作面底板巷采用穿层深孔预裂爆破技术措施增透，以提高11-2煤层透气性。
3.2 爆破增透方案
现场选取1242(1)底板巷第55组钻场位置设计爆破孔，如图18所示。爆破钻孔设计参数见表4。
表 4 爆破钻孔设计参数Table 4. Borehole design parameters钻场 孔号 方位角/(°) 倾角/(°) 设计孔
深/m见煤长
度/m备注 55 爆1号 右偏1.5° 27.3° 50.5 48.0 见煤后钻进2.5 m 爆2号 左偏2.5° 40.7° 36.3 34.3 见煤后钻进2.0 m 根据试验结论，如果将爆破增透钻孔全部布置在松软煤层，容易出现塌孔和增透裂隙短时间内闭合，设计爆破1号钻孔和爆破2号钻孔炸药装在松软煤层和底板岩石中，爆破钻孔装药参数见表5。
表 5 爆破装药参数Table 5. Blasting charge parameters钻场 孔号 穿煤长度/m 装药长度/m 装药量/kg 封孔长度/m 55 爆1号 2.5 10.0 33 40.5 爆2号 2.0 10.0 33 26.3 爆破炸药使用专用煤矿瓦斯抽采水胶药柱，装药方式如图19所示。先探孔后，将药柱装上防滑装置送入炮孔，最后装入炮头。
瓦斯抽采孔距离爆破孔2.5 m，爆破前将2个爆破孔周围的8个瓦斯抽采孔串联在一起监测瓦斯抽采浓度和瓦斯抽采流量，如图20所示。
3.3 爆破效果考察
煤层底板爆破前后抽采瓦斯纯量及浓度变化曲线如图21所示，从图中可以看到，爆破后瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升，抽采纯量从0.06 m3/min提高到1.46 m3/min，抽采混合量由0.72 m3/min提升到4.15 m3/min，瓦斯浓度从爆破前的10.46%上升到45.5%，并且长时间维持在较高水平。
![图 21 考察孔瓦斯抽采混合量、纯量及浓度]()
图 21 考察孔瓦斯抽采混合量、纯量及浓度Figure 21. Gas extraction mixed quantity, pure quantity, and concentration curve4. 结 论
1) 松软煤层底板爆破在距爆破孔中远区裂纹从底板岩体扩展到煤层，在煤岩交界面产生跨界面的裂纹，裂纹一直蔓延到松软煤体中并呈现出交错扩展的形式。爆破后试验模型波速减小到了1.7～2.0 km/s，在爆破孔上方煤层出现了少量波速在1.4～1.7 km/s的区域，爆破对松软煤层内部造成了破坏，产生了爆破致裂增透裂隙。
2) 底板岩层爆炸应力波产生的透射压缩应力波作用于松软煤体，使煤层产生爆破增透裂隙；反射的拉伸应力波反作用于底板岩体，促使松软煤体爆生裂隙和底板岩体爆破裂隙形成贯通裂纹，有利于松软煤层的瓦斯横向运移和底板穿层钻孔卸压瓦斯抽采。
3) 松软煤层底板爆破现场应用表明，煤层底板爆破瓦斯抽采纯量及其浓度快速上升，抽采纯量从0.06 m3/min提高到1.46 m3/min，瓦斯浓度从爆破前的10.46%上升到45.50%，并且能长时间维持在较高水平。
-
![]()
图 12 煤层底板岩层爆破裂纹发育
Figure 12. Development of blasting cracks in coal seam floor rock layers
![]()
图 16 不同时刻数值模型损伤损伤演化过程
注：损伤度取值为0～1，当损伤度等于1时，表明单元完全损伤，显示为红色。
Figure 16. Damage evolution process of numerical models at different times
![]()
图 17 不同时刻数值模型内部损伤演化过程切片
Figure 17. Slice of internal damage evolution process in numerical models at different times
![]()
图 21 考察孔瓦斯抽采混合量、纯量及浓度
Figure 21. Gas extraction mixed quantity, pure quantity, and concentration curve
表 1 原岩力学参数
Table 1 Mechanical parameters of prototype coal and rock
岩性 密度/
(g·cm－3)弹性模
量/GPa泊松比 抗压强
度/MPa抗拉强
度/MPa泥岩 2.4 13.8 0.23 21.8 1.3 11-2煤 1.4 2.97 0.32 5.46 0.4 
下载: 导出CSV
表 2 模拟试验材料质量配比
Table 2 Ratio parameters of materials in blasting tests
kg 岩性 砂子 水泥 石膏 水 煤粉 岩层 6.1 1.2 0.5 0.70 0 煤层 2.5 0.2 1.2 0.65 1.8
下载: 导出CSV
表 3 炸药材料参数
Table 3 Parameter of explosive material
ρ /(kg·m-3) D/(m·s-1) A/GPa B/GPa R1 R2 ω E0/GPa 950 2800 347 7.33 4.15 0.95 0.3 2
下载: 导出CSV
表 4 爆破钻孔设计参数
Table 4 Borehole design parameters
钻场 孔号 方位角/(°) 倾角/(°) 设计孔
深/m见煤长
度/m备注 55 爆1号 右偏1.5° 27.3° 50.5 48.0 见煤后钻进2.5 m 爆2号 左偏2.5° 40.7° 36.3 34.3 见煤后钻进2.0 m
下载: 导出CSV
表 5 爆破装药参数
Table 5 Blasting charge parameters
钻场 孔号 穿煤长度/m 装药长度/m 装药量/kg 封孔长度/m 55 爆1号 2.5 10.0 33 40.5 爆2号 2.0 10.0 33 26.3
下载: 导出CSV
-
[1] 袁亮. 我国深部煤与瓦斯共采战略思考[J]. 煤炭学报,2016,41(1):1−6. YUAN Liang. Strategic thinking of simultaneous exploitation of coal and gas in deep mining[J]. Journal of China Coal Society,2016,41(1):1−6.
[2] 张建民,李全生,张勇,等. 煤炭深部开采界定及采动响应分析[J]. 煤炭学报,2019,44(5):1314−1325. ZHANG Jianmin,LI Quansheng,ZHANG Yong,et al. Definition of deep coal mining and response analysis[J]. Journal of China Coal Society,2019,44(5):1314−1325.
[3] 袁亮. 深部采动响应与灾害防控研究进展[J]. 煤炭学报,2021,46(3):716−725. YUAN Liang. Research progress of mining response and disaster prevention and control in deep coal mines[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(3):716−725.
[4] 张超林,王恩元,王奕博,等. 近20年我国煤与瓦斯突出事故时空分布及防控建议[J]. 煤田地质与勘探,2021,49(4):134−141. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.04.016 ZHANG Chaolin,WANG Enyuan,WANG Yibo,et al. Spatial-temporal distribution of outburst accidents from 2001 to 2020 in China and suggestions for prevention and control[J]. Coal Geology & Exploration,2021,49(4):134−141. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.04.016
[5] ZOU Q L ,LIN B Q ,ZHENG C S,et al. Novel integrated techniques of drilling-eslotting-eseparation-sealing for enhanced coal bed methane recovery in underground coal mines[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering,2015,26:960-973.
[6] ZONG Q T,SHENG Q Y,CHENG Z,et al. Coal pores and fracture development during CBM drainage:their promoting effects on the propensity for coal and gas outbursts[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering,2018,51:9−17. doi: 10.1016/j.jngse.2018.01.003
[7] ZHENG C,JIANG B,XUE S,et al. Coalbed methane emissions and drainage methods in underground mining for mining safety and environmental benefits:a review[J]. Process Safety and Environmental Protection,2019,127:103−124. doi: 10.1016/j.psep.2019.05.010
[8] CHEN D D,HE W R,XIE S R,et al. Increased permeability and coal and gas outburst prevention using hydraulic flushing technology with cross-seam borehole[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering,2020,73:103067. doi: 10.1016/j.jngse.2019.103067
[9] WEI Y,CHANG Z L,GUANG Y S,et al. Coal and gas outburst control using uniform hydraulic fracturing by destress blasting and water-driven gas release[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering,2020,79:103360. doi: 10.1016/j.jngse.2020.103360
[10] ZHAO J J,ZHANG Y,RANJITH P G. Numerical simulation of blasting induced fracture expansion in coal masses[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences,2017,100:28−39. doi: 10.1016/j.ijrmms.2017.10.015
[11] 郭德勇,张超,朱同功,等. 深孔聚能爆破起爆位置对煤层致裂增透的影响[J]. 煤炭学报,2021,46(S1):302−311. GUO Deyong,ZHANG Chao,ZHU Tonggong,et al. Effect of detonating position of deep-hole cumulative blasting on coal seam cracking and permeability enhancement[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(S1):302−311.
[12] 郭德勇,赵杰超,朱同功,等. 双孔聚能爆破煤层裂隙扩展贯通机理[J]. 工程科学学报,2020,42(12):1613−1623. GUO Deyong,ZHAO Jiechao,ZHU Tonggong,et al. Crack propagation and coalescence mechanism of double-hole cumulative blasting in coalseam[J]. Chinese Journal of Engineering,2020,42(12):1613−1623.
[13] 郭德勇,赵杰超,吕鹏飞,等. 煤层深孔聚能爆破有效致裂范围探讨[J]. 工程科学学报,2019,41(5):582−590. GUO Deyong,ZHAO Jiechao,LYU Pengfei,et al. Effective fracture zone under deep-hole cumulative blasting in coal seam[J]. Chinese Journal of Engineering,2019,41(5):582−590.
[14] 夏彬伟,刘承伟,卢义玉,等. 缝槽水压爆破导向裂缝扩展实验研究[J]. 煤炭学报,2016,41(2):432−438. XIA Binwei,LIU Chengwei,LU Yiyu,et al. Experimental study of propagation of directional fracture with slotting hydraulic blasting[J]. Journal of China Coal Society,2016,41(2):432−438.
[15] 刘见中,孙海涛,雷毅,等. 煤矿区煤层气开发利用新技术现状及发展趋势[J]. 煤炭学报,2020,45(1):258−267. LIU Jianzhong,SUN Haitao,LEI Yi,et al. Current situation and development trend of coalbed methane development and utilization technology in coal mine area[J]. Journal of China Coal Society,2020,45(1):258−267.
[16] 田坤云,宫伟东,魏二剑,等. 松软煤层及砂岩顶板水力挠动卸压增透效果对比分析[J]. 煤炭学报,2021,46(6):1888−1897. TIAN Kunyun,GONG Weidong,WEI Erjian,et al. Gas pressure relief-permeability increase effect comparative analysis about hydraulic disturbance to soft coal seam and its sandstone roof[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(6):1888−1897.
[17] 龚敏,张凤舞,文斌,等. 煤巷底板岩石爆破提高瓦斯抽放率的应用与数值模拟[J]. 煤炭学报,2012,37(6):972−977. GONG Min,ZHANG Fengwu,WEN Bin,et al. Numerical simulation and application on blasting to improve gas drainage rate in floor rock of coal roadway[J]. Journal of China Coal Society,2012,37(6):972−977.
[18] 穆朝民,齐娟. 爆炸荷载作用下煤体裂纹扩展机理模型实验研究[J]. 振动与冲击,2012,31(13):58−61. doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2012.13.012 MU Chaomin,QI Juan. Model investigation on cracks propagation in coal under blast loading[J]. Journal of Vibration and Shock,2012,31(13):58−61. doi: 10.3969/j.issn.1000-3835.2012.13.012
[19] 高魁,刘泽功,刘健,等. 定向聚能爆破弱化综掘工作面逆断层应用研究[J]. 岩石力学与工程学报,2019,38(7):1408−1419. GAO Kui,LIU Zegong,LIU Jian,et al. Application research of directional cumulative blasting for weakening reverse faults in fully mechanized excavation face[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2019,38(7):1408−1419.
[20] 高魁,刘泽功,刘健,等. 爆破应力波在构造带煤岩的传播规律及破坏特征[J]. 煤炭学报,2018,43(S1):79−86. GAO Kui,LIU Zegong,LIU Jian,et al. Propagation law and failure characteristics of blasting stress wave in structural belt coal-rock[J]. Journal of China Coal Society,2018,43(S1):79−86.
-
期刊类型引用(5)
1. 李杰. 地应力-释能端结构耦合作用下爆破裂缝分布特征及其工程应用. 煤矿安全. 2025(08) 
百度学术
2. 刘健, 黄猛猛, 薛勇林, 朱家亮, 孙安祥. 地垒构造带聚能爆破弱化综采面硬岩损伤特征试验研究. 振动与冲击. 2025(13) 百度学术
3. 张鑫，刘泽功，常帅，陈响升，薛勇林，朱家亮，宋鑫. 爆破荷载作用下煤岩本构模型参数特性研究. 振动与冲击. 2025(05): 263-277 . 百度学术
4. 于吉伟. 豫西低透气煤层岩巷掘进和瓦斯治理效果双提升技术研究. 能源与环保. 2025(03): 46-52 . 百度学术
5. 刘泽功，乔国栋，刘健，高魁. 我国煤层爆破增透技术研究进展及展望. 煤炭学报. 2025(05): 2453-2476 . 百度学术
其他类型引用(2)
