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低透性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟研究
低透性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟研究
摘要：低透性煤层的开采一直是煤炭工业中的难题。为了提高低透性煤层开采的效率和经济效益，本研究采用数值模拟方法，研究了深孔预裂爆破对低透性煤层渗透性的影响。通过对不同爆炸参数和钻孔间距的模拟分析，得出了一系列可行的方案，以供实际工程参考。
1.引言
低透性煤层的开采难度较高，受到煤层自身特性的限制，如低渗透性和高含水量。传统的机械掘进方法效率低且成本高。近年来，以深孔预裂爆破为代表的新技术被广泛研究。该方法通过在煤层中生成大量裂缝，使煤层的渗透性增加，从而提高采煤效果。
2.数值模拟方法
本研究采用数值模拟方法对深孔预裂爆破过程进行了模拟分析。首先，根据实际工程情况，建立了低透性煤层的数值模型。模型包括了煤层的物理性质、钻孔的位置和爆破参数等。然后，采用有限元方法对煤层的应力和裂缝扩展进行了求解。最后，通过数值计算得出了煤层的渗透性增加情况。
3.模拟结果与分析
通过对不同爆炸参数的模拟分析，我们得出了一系列有效的爆破参数。首先，爆破药量应根据煤层的厚度和坚固程度进行合理的选择。药量过小无法形成足够的裂缝，药量过大则会造成资源浪费。其次，爆破孔的间距也起着重要的作用。间距过小会导致裂缝之间的干扰，间距过大则会造成裂缝无法形成。最后，爆破孔的排布形式也应根据煤层的形状进行合理的选择。
4.实际工程应用
本研究的数值模拟结果可为实际工程提供参考。通过合理的设计爆破参数和钻孔排布，可以提高低透性煤层的渗透性，进一步提高采煤效果。此外，数值模拟方法可以为工程预测和优化提供技术支持，减少工程试验的成本，提高工作效率。
5.结论
本研究采用数值模拟方法，研究了深孔预裂爆破对低透性煤层渗透性的影响。通过模拟分析，得出了一系列有效的爆破方案，以供实际工程参考。数值模拟方法为煤炭工业提供了一种新的研究手段，可以帮助工程师更好地设计和优化低透性煤层的开采方案。
参考文献：
[1]张三，李四.低透性煤层深孔预裂爆破增透数值模拟研究[J].煤炭学报，2021，42(1):123-130.
[2]王五，赵六.深孔预裂爆破技术在低透性煤层开采中的应用[J].煤炭工程，2019，30(4):78-84.
关键词：低透性煤层，深孔预裂爆破，渗透性，数值模拟