急倾斜特厚煤层耦合致裂与破碎工艺研发及应用

作者：陈建强; 来兴平; 崔峰; 雷兆源; 王宁波; 漆涛; 曹建涛; 单鹏飞

来源：西安科技大学学报, 2015, 35(02): 139-143.

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2015.0201

• 急倾斜特厚煤层
• 耦合致裂与破碎
• 声发射
• 裂隙扩展与转异
• 光学观测

水压致裂(hydraulic fracturing,HF)与预爆破(pre-split-blasting,PSB)是有效致裂坚硬煤岩体和促进安全开采的技术手段。其存在压裂效果差、润湿周期长、致裂方向、大小与范围有限和易诱发灾害等。针对急倾斜特厚煤层破碎难题,通过理论分析、数值计算、模型实验和现场应用等方法,揭示弱碱性石灰水耦合致裂与破碎机制。基于声发射(Acoustic emission,AE)观测与裂隙光学捕获(Crack Activity Optical Acquiisitions,CAOA)技术方法,揭示了煤岩体裂隙萌生扩展与转异规律。对比分析表明,在煤岩体体积膨胀中产生明显侧向压力,显著促进煤岩体裂隙扩展演化,裂隙扩展速度呈现先增后降趋势。应用实践表明,顶煤破碎度、冒放性和回采率显著提高,开采环境明显改善,这对急倾斜煤层安全高效开采与环境安全具有科学与工程应用价值。

• 单位
  神华新疆能源有限责任公司; 中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）; 西安科技大学