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笔者将对水力压裂—深孔预裂爆破复合增透技术的增透机制进行分析，并利用RFPA2D-Flow软件对水力压裂裂纹扩展进行模拟，并运用ANSYS/LS-DYNA软件模拟出预裂缝对深孔预裂爆破增透效果的影响，最后在阳泉五矿8410工作面巷道开展现场试验，对比应用前后煤层瓦斯的抽采效果。

作者

单位

1.煤炭科学研究总院；2.煤科集团沈阳研究院有限公司；3.煤矿安全技术国家重点实验室；4.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院；5.矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室

摘要

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，分析了水力压裂-深孔预裂爆破复合增透的爆破致裂机理，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。

运用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模拟。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析模拟软件对不同长度预裂缝影响深孔预裂爆破后瓦斯抽采增透效果的程度进行模拟。同时在阳泉五矿8410工作面开展了现场工业性试验，以此验证煤矿井下进行水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术后的瓦斯抽采增透效果。

结果表明：使用水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术后煤层的透气性与常规的深孔预裂爆破相比有显著提高，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%。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，而且二者呈线性关系。该研究中采用复合爆破后的有效影响半径可达到6.98 m，与数值模拟结果得到的有效影响半径6.763 m相近。

同时数值模拟与现场工业性试验的结果均证明：提出的水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术，能够有效增加煤岩层的透气性，提高瓦斯的抽采效率，为其他低渗透高瓦斯煤层的瓦斯抽采增透技术提供了参考。

主要附图

引用格式

高鑫浩，王明玉. 水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术研究[J]. 煤炭科学技术, 2020, 48(7): 318-324.

GAO Xinhao,WANG on hydraulic fracturing-deephole pre-splitting blasting composite permeability enhancement technology[J].Coal Science and Technology, 2020, 48(7): 318-324.

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