水力压裂 深孔预裂爆破复合增透技术研究 论文

为了增加低渗透高瓦斯煤层的透气性，提高瓦斯的利用率和抽采效率，提出了水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术。这项技术通过分析水力压裂与深孔预裂爆破相结合的爆破致裂机理，建立了在爆轰气体作用下的裂纹应力强度因子方程和裂纹二次扩展半径方程。在实际应用中，运用了RFPA2D-Flow模拟软件，对水力压裂后孔壁周围煤岩体裂隙的产生过程与裂隙扩展规律进行了详细模拟。

同时，利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析模拟软件对不同长度预裂缝对深孔预裂爆破后瓦斯抽采增透效果的影响程度进行了模拟。具体来说，在阳泉五矿8410工作面开展的现场工业性试验中，验证了这种复合增透技术在煤矿井下的实际效果。结果显示，使用该技术后，煤层的透气性相比常规的深孔预裂爆破有显著提高，致裂孔的初始瓦斯涌出量是普通爆破孔的3.18倍，瓦斯含量的衰减强度降低了77.3%。

研究表明，深孔预裂爆破的有效影响半径随着爆破孔内预裂缝长度的增加而提高，并且二者呈线性关系。在复合爆破后的有效影响半径可达到6.98米，这一结果与数值模拟得到的6.763米非常接近。数值模拟与现场试验的结果均证明了该复合增透技术具有显著的增透效果。有关这项技术的详细研究可以通过以下资源获得更多信息：水力压裂深孔预裂爆破复合增透技术研究、掘进条带水力压裂增透抽采技术 和 高瓦斯低透煤层深孔预裂爆破增透数值模拟试验。

Q1: 什么因素导致水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术的有效性？

Q2: 该技术在不同煤层条件下的效果如何？

Q3: 数值模拟在验证增透技术中的具体作用是什么？

Q4: 为什么预裂缝长度会对爆破效果产生影响？

Q5: 这种技术在其他领域是否有应用潜力？