聚能爆破导致煤层及顶板松软、局部存在空洞等现象,巷道在过聚能爆破区域时经常发生顶板冒落事故。针对郑煤集团公司大平煤矿在21061底板抽放巷穿层钻孔的基础上进行聚能爆破增透的情况,采取了改变施工工序、超前护顶、深孔注水、调整打篦子位置等控制顶板的技术措施,杜绝了顶板事故,确保了煤矿安全生产。

阐述了煤层深孔双向拉伸聚能爆破致裂增透机理,及在新丰煤矿进行双向拉伸聚能爆破后抽采钻孔的抽采效果对比试验;实践表明聚能双向拉伸爆破能更好地破裂煤体,增大渗透率,增加煤体的透气性为矿井安全生产提供有力保障,周边抽采孔的浓度、流量、纯量基本上均有大幅提升,2 d后达到最大值后出现衰减但仍比爆破前高,而瓦斯纯量作为衡量抽采效果的最佳指标,提升幅度最大,说明采用聚能爆破后确实提高了煤层透气性。

针对低透气性煤层瓦斯抽放率低问题,将聚能爆破技术应用于煤层增透中,制定了聚能爆破增透工艺,并将增透工艺分为选址、打钻、装药、封孔、引爆5个步骤.在深孔聚能爆破致裂机理研究的基础上,进一步分析了煤层深孔爆破影响半径及其与装药不耦合系数的关系.以郑州大平煤矿13091工作面为例,对煤层深孔聚能爆破增透瓦斯抽放工艺技术可行性进行了验证.

针对高瓦斯低透气性煤层抽采率低、普通深孔爆破效果差的技术难题,提出了深孔聚能水压爆破增透技术,分析了深孔聚能水压爆破增透的4个关键技术:钻孔定向保直钻进、超长距离输药、双液浆固结封孔和双雷管双导爆索正向起爆。在东保卫煤矿41煤层的现场试验表明:深孔聚能水压爆破与普通深孔爆破相比,煤层透气性系数增大了4倍,瓦斯抽采率提高了15%,瓦斯压力由1.28~2.12 MPa下降到0.47~0.63 MPa,煤层瓦斯含量减少为4.8~5.8 m3/t,工作面推进度提高了45%,为提高低透气性煤层的瓦斯抽采率