为研究瓦斯抽采钻孔孔周裂纹扩展规律,制作不同抗压强度的含钻孔试样并进行全应力—应变单轴压缩试验,采用数字散斑相关测量方法获取试样表面破坏图像序列及其表面破坏过程中的全场应变.研究不同强度试样破坏过程中的裂纹分布,孔周位移及裂纹张开位移.结果表明:低抗压强度试样较高抗压强度试样的破坏形式更加多样,裂纹分布形式也更加繁杂;两种试样的孔顶和孔底始终保持相对收缩的趋势,孔洞断面形状在试样破坏的过程中逐渐由圆形变为椭圆形;试样强度对裂纹扩展的影响较大,低强度试样孔周位移约为高强度试样的2~4倍,其裂纹扩展

为增加煤层透气性,提高瓦斯抽采效率,基于岩石断裂力学建立了液态CO2爆破裂纹扩展数学模型,运用COMSOL数值模拟软件,建立了液态CO2相变瞬态致裂模型,分析了在爆生气压作用下孔周裂隙发育规律,得出爆破后孔周存在破碎区、裂隙区和震动区3个区。阐述了该技术的基本原理、相关设备及应用工艺,并在马堡煤业152运输下山进行了CO2预裂爆破工业性实验。研究表明:爆破后单孔瓦斯日均抽采浓度是爆破前的1.37倍,单孔瓦斯日均抽采纯量是爆破前的2.95倍,钻孔瓦斯涌出衰减强度减小了82.8%。