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中国矿业大学学报2025年第04期:含水率与水压裂隙对煤体爆破损伤增效规律研究

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作者:王刚;王恩茂;彭守建;王琦;魏宏钊;梁瀚丹;

单位:山东科技大学安全与环境工程学院;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点试验室;中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室;

摘要:水力压裂预处理煤体能够显著增强其爆破损伤效果.为了探究水力压裂对增强爆破的影响因素及作用机制,本研究采用理论分析和实验室试验相结合的方法,系统探究了含水率与水压裂隙数量对爆破损伤增效的主控规律.通过自制模具制作了含有水压裂隙的500 mm×500 mm×500 mm立方体煤样,结合动态应变监测与超声波损伤分域技术,对比了不同含水率和裂隙数量条件下的爆破效果.研究得出以下主要结论:在3 g炸药爆破条件下,含水率增加3.8%时,平行与垂直裂隙方向的破碎区半径分别提升33.3%和166.7%;裂隙数量由2条增至5条时,破碎区半径增幅达33.3%~37.0%.Pearson相关性分析表明,含水率对爆破增效的影响显著高于裂隙数量.研究成果可为优化水力压裂-爆破协同工艺提供理论依据.

关键词:含水率;;水压裂隙;;炸药爆破;;煤体损伤;;应变

基金资助:国家自然科学基金项目(52174194)