矿井综放工作面常采用预裂爆破方法弱化煤层顶板来提高初采煤炭采出率,以常村煤矿2206工作面为背景,通过对工程地质条件和预裂爆破成缝原理分析,在原装药结构基础上,提出一种新型的聚能管装药结构,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟两种装药结构的成缝效果,结果表明,聚能管装药结构可实现定向断裂爆破,具有提高预裂爆破效果和减少炸药量的特点。

为缩短常村煤矿S2采区S206综放面的初次来压步距，以邻近的S208综放面为工程背景，根据聚能爆破机理分析，研究出一种聚能装药结构，利用聚能爆破的特性来提高顶板预裂效果。再通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟，从应力云图、裂隙半径及压力-时间历程分析直接装药和聚能装药两种方式爆破的预裂效果，得出聚能装药爆破具有聚能效应，预裂效果更佳，更能弱化顶板，保障初采期安全。最终得出S208综放面初次来压步距为15.2m，与S206综放面相比，缩短了2.4m，提高了初采采出率，具有良好的经济价值和应用价值