·1492· 工程科学学报，第40卷，第12期 表1平煤十矿己5-24100工作面煤层深孔聚能爆破理论裂隙范围 Table 1 Theoretical result of the fracture zone range of deep-hole cumu- lative blasting in 24100 working face of No.10 coal mine of Pingdingshan 爆破彩响区 y轴正方向 y轴负方向 x轴方向裂 裂隙范围/cm裂隙范围/cm 隙范围/cm 爆破粉碎区 2.41 23.00 8.26 爆破裂隙区 5.55 51.06 38.41 聚能爆破现场试验验证 38*373635 34"33"3231" 30292827*26252423 22 12.45m 10.5m8.75m6.6m 3.1试验工作面瓦斯地质条件 己，-24100回风巷 平煤十矿己1s一24100工作面位于己四采区西翼 聚能爆破孔 一瓦斯抽采孔 图4爆破孔布置图 第四区段，东翼是已开采的己s~24110工作面和己s Fig.4 Sketch map of the cumulative blasting boreholes 24090工作面，东邻己四系统，西至26勘探线，南邻 爆破孔施工顺序按照爆破孔编号从1到5依 己s24080采空区，北部未开采.地面标高190~ 次施工，施工时间为每天0：00~8：00之间，为避免 300m,工作面标高-560~-693m,埋深720~960 煤层顺层钻孔容易发生形变、塌孔等现象，在聚能爆 m.该工作面所采煤层为己s煤层，距停采线500m 破装药前将钻杆拔出，保证爆破孔完整. 以里范围，己5、己6煤层合层，己5-16煤厚3.5~4.0 3.2.2煤层深孔聚能爆破竖直方向上影响试验 m,煤的坚固性系数0.2~0.6，平均煤厚3.7m,煤层 为考察煤层深孔聚能爆破在竖直方向上的影响 倾角10°~16°，煤层结构稳定.煤层最大瓦斯压力 范围，沿煤层倾向布置5个顺层爆破孔（分别记为 2.95MPa,最大瓦斯含量20.04m3t-1. 6”~10"爆破孔)并在距爆破孔上下1m处各布置一 3.2爆破钻孔设计 根据试验方案和现场工程地质条件，设计两组 个钻孔作为考察孔（分别记为6~101、6”~100）， 爆破孔间距均为12m,装药量均为12kg,爆破孔及 煤层深孔聚能爆破试验来分析爆破时煤层增透在水 考察孔布置如图5所示 平方向、竖直方向的影响范围.现场试验所用聚能 药包由煤矿需用乳化炸药和“V”形角铝制成，试验 设计爆破孔长度45m,爆破孔半径44.5mm,装药半 1.5m 径25mm,采用“黄砂+黄泥”进行封孔，封孔里段用 1.5m 黄砂充填，外段用黄泥封堵 3.2.1煤层深孔聚能爆破水平方向上影响试验 为考察煤层深孔聚能爆破在水平方向上的影响 ●爆破孔O抽采孔0考察孔 范围及增透效果，沿煤层倾向布置5个顺层爆破孔， 图5爆破孔及考察孔布置图 爆破孔间距分别为12.45、10.50、8.75和6.60m,装 Fig.5 Sketch map of the cumulative blasting boreholes and inspec- 药量均为16kg,爆破孔布置如图4所示 tion holes 爆破参数如表2所示. 3.3深孔聚能爆破煤层致裂增透效果分析 表2平煤十矿己15~24100工作面煤层深孔聚能爆破参数 3.3.1煤层深孔聚能爆破增透水平方向影响分析 Table 2 Parameters of cumulative blasting in 24100 working face of No. 为探讨煤层深孔聚能爆破增透在水平方向的影 10 coal mine of Pingdingshan 响，选取1"爆破孔附近的33"~38"号抽采孔在爆破 爆破孔半径/孔深/倾角/封孔装药量/两侧抽 前后瓦斯抽采数据进行分析，其中，第3d为爆破当 如 mm ()长度/m 采孔号 天，现场实测数据如图6所示. 1* 44.5 45 -12 24 34,35年 对1"爆破孔起爆前后平均瓦斯体积分数增幅 2# 44.5 45 -12 24 16 30*,31 情况进行考察，其中33"~38抽采孔与1"爆破孔间 3* 44.5 -12 24 6 27*28* 距分别为：4.9、1.85、1.25、4.4、7.45和10.5m.根 Yw 44.5 45 -12 24 16 24*.25+ 据现场实测数据可得到1"爆破孔起爆前后爆破孔 5* 44.5 45 -12 24 16 22*23# 和抽采孔距离与抽采孔平均瓦斯体积分数增幅的关工程科学学报,第 40 卷,第 12 期 表 1 平煤十矿己15 鄄鄄24100 工作面煤层深孔聚能爆破理论裂隙范围 Table 1 Theoretical result of the fracture zone range of deep鄄hole cumu鄄 lative blasting in 24100 working face of No. 10 coal mine of Pingdingshan 爆破影响区 y 轴正方向 裂隙范围/ cm y 轴负方向 裂隙范围/ cm x 轴方向裂 隙范围/ cm 爆破粉碎区 2郾 41 23郾 00 8郾 26 爆破裂隙区 5郾 55 51郾 06 38郾 41 3 聚能爆破现场试验验证 3郾 1 试验工作面瓦斯地质条件 平煤十矿己15 鄄鄄24100 工作面位于己四采区西翼 第四区段,东翼是已开采的己15 鄄鄄 24110 工作面和己15 鄄鄄 24090 工作面,东邻己四系统,西至 26 勘探线,南邻 己15 鄄鄄24080 采空区,北部未开采. 地面标高 190 ~ 300 m,工作面标高 - 560 ~ - 693 m,埋深 720 ~ 960 m. 该工作面所采煤层为己15煤层,距停采线 500 m 以里范围,己15 、己16煤层合层,己15 - 16煤厚 3郾 5 ~ 4郾 0 m,煤的坚固性系数 0郾 2 ~ 0郾 6,平均煤厚 3郾 7 m,煤层 倾角 10毅 ~ 16毅,煤层结构稳定. 煤层最大瓦斯压力 2郾 95 MPa,最大瓦斯含量 20郾 04 m 3·t - 1 . 3郾 2 爆破钻孔设计 根据试验方案和现场工程地质条件,设计两组 煤层深孔聚能爆破试验来分析爆破时煤层增透在水 平方向、竖直方向的影响范围. 现场试验所用聚能 药包由煤矿需用乳化炸药和“V冶形角铝制成,试验 设计爆破孔长度 45 m,爆破孔半径 44郾 5 mm,装药半 径 25 mm,采用“黄砂 + 黄泥冶进行封孔,封孔里段用 黄砂充填,外段用黄泥封堵. 3郾 2郾 1 煤层深孔聚能爆破水平方向上影响试验 为考察煤层深孔聚能爆破在水平方向上的影响 范围及增透效果,沿煤层倾向布置 5 个顺层爆破孔, 爆破孔间距分别为 12郾 45、10郾 50、8郾 75 和 6郾 60 m,装 药量均为 16 kg,爆破孔布置如图 4 所示. 爆破参数如表 2 所示. 表 2 平煤十矿己15 鄄鄄24100 工作面煤层深孔聚能爆破参数 Table 2 Parameters of cumulative blasting in 24100 working face of No. 10 coal mine of Pingdingshan 爆破 孔 孔半径/ mm 孔深/ m 倾角/ (毅) 封孔 长度/ m 装药量/ kg 两侧抽 采孔号 1 # 44郾 5 45 - 12 24 16 34 # 、35 # 2 # 44郾 5 45 - 12 24 16 30 # 、31 # 3 # 44郾 5 45 - 12 24 16 27 # 、28 # 4 # 44郾 5 45 - 12 24 16 24 # 、25 # 5 # 44郾 5 45 - 12 24 16 22 # 、23 # 图 4 爆破孔布置图 Fig. 4 Sketch map of the cumulative blasting boreholes 爆破孔施工顺序按照爆破孔编号从 1 #到 5 #依 次施工,施工时间为每天 0:00 ~ 8:00 之间,为避免 煤层顺层钻孔容易发生形变、塌孔等现象,在聚能爆 破装药前将钻杆拔出,保证爆破孔完整. 3郾 2郾 2 煤层深孔聚能爆破竖直方向上影响试验 为考察煤层深孔聚能爆破在竖直方向上的影响 范围,沿煤层倾向布置 5 个顺层爆破孔(分别记为 6 # ~ 10 #爆破孔)并在距爆破孔上下 1 m 处各布置一 个钻孔作为考察孔(分别记为 6 # U ~ 10 # U、6 # D ~ 10 # D ), 爆破孔间距均为 12 m,装药量均为 12 kg,爆破孔及 考察孔布置如图 5 所示. 图 5 爆破孔及考察孔布置图 Fig. 5 Sketch map of the cumulative blasting boreholes and inspec鄄 tion holes 3郾 3 深孔聚能爆破煤层致裂增透效果分析 3郾 3郾 1 煤层深孔聚能爆破增透水平方向影响分析 为探讨煤层深孔聚能爆破增透在水平方向的影 响,选取 1 #爆破孔附近的 33 # ~ 38 #号抽采孔在爆破 前后瓦斯抽采数据进行分析,其中,第 3 d 为爆破当 天,现场实测数据如图 6 所示. 对 1 #爆破孔起爆前后平均瓦斯体积分数增幅 情况进行考察,其中 33 # ~ 38 #抽采孔与 1 #爆破孔间 距分别为:4郾 9、1郾 85、1郾 25、4郾 4、7郾 45 和 10郾 5 m. 根 据现场实测数据可得到 1 #爆破孔起爆前后爆破孔 和抽采孔距离与抽采孔平均瓦斯体积分数增幅的关 ·1492·