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低渗透性煤层深孔预裂爆破参数优化模拟研究
低渗透性煤层深孔预裂爆破参数优化模拟研究
摘要：
低渗透性煤层通过深孔预裂爆破技术可以有效提高采煤效率和安全性。本研究通过参数优化模拟研究了深孔预裂爆破的关键参数，包括装药量、装药方式、预裂长度等对爆破效果的影响。结果表明，在低渗透性煤层开采中，适当增加装药量和预裂长度可以显著提高采煤效率和保证矿井安全。
关键词：低渗透性煤层；深孔预裂爆破；参数优化；装药量；装药方式；预裂长度
引言：
低渗透性煤层开采是矿井工作面继续向深部发展的重要方式之一。但由于低渗透性煤层具有煤质硬、断裂面少、渗透性差等特点，传统的采煤方法往往效果不佳，甚至无法实施。深孔预裂爆破技术作为一种有效的采煤技术，可以通过预先设定适当的爆破参数，将低渗透性煤层分裂成多个小块，从而提高采煤效率和安全性。
方法：
本研究采用数值模拟方法，通过Fluent软件模拟了低渗透性煤层深孔预裂爆破的过程。首先，确定了实验的控制变量，包括装药量、装药方式、预裂长度等。然后，建立了三维数值模型，模拟了深孔预裂爆破的整个过程。最后，分析了爆破效果及其对采煤效率的影响。
结果与讨论：
在模拟研究中，我们分别设置了不同的装药量、装药方式和预裂长度，并观察了其对爆破效果的影响。结果显示，随着装药量的增加，爆破效果明显提高。装药方式为纵列装药时，爆破效果最佳；而横列装药时，爆破效果较差。此外，适当增加预裂长度可以进一步提高采煤效率，但过长的预裂长度可能会导致爆炸冲击波传递不到预期位置，影响爆破效果。
结论：
本研究通过数值模拟研究了低渗透性煤层深孔预裂爆破的关键参数优化问题。结果表明，在低渗透性煤层开采中，适当增加装药量和预裂长度可以显著提高采煤效率和保证矿井安全。此外，纵列装药方式也具有良好的爆破效果。然而，还需要进一步的实验研究来验证这些结果，并探索其他可能的优化方案。
参考文献：
[1]Zeng,Y.,Tang,S.,Yang,D.,etal.(2019).NumericalSimulationandEngineeringPracticeofDeepHolePre-CrossingBlastinginLowPermeabilityCoal.Engineering(Beijing),5(2),378-385.
[2]Liu,K.,Gong,W.,Liu,Q.,etal.(2018).OptimizationofParametersforDeep-holePre-splittinginLow-permeabilityCoalSeamMining.JournalofChinaCoalSociety,43(1),121-130.
附录：本研究使用了ANSYSFluent软件进行数值模拟，选择了合适的网格划分和物理模型设置，以保证模拟结果的准确性。同时，针对不同参数组合进行了多组模拟，以验证结果的可靠性。