砂粒充填对空气爆破致裂煤岩的影响研究

王诺晗; 杨文旺; 李川川

doi:10.13301/j.cnki.ct.2026.04.015

煤炭技术 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (4) : 83 -87. DOI: 10.13301/j.cnki.ct.2026.04.015

砂粒充填对空气爆破致裂煤岩的影响研究

王诺晗, 杨文旺, 李川川

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摘要

针对空气爆破致裂技术，在煤岩体增透卸压应用中存在的能量损耗显著、气体爆破能量密度不足等问题，创新性提出通过砂粒充填增强高压空气爆破致裂效能的新方法。利用自主研发的高压空气，冲击致裂煤岩体真三轴试验系统，开展了砂粒充填作用下空气爆破致裂煤岩试验，研究了3种粒径砂粒（35目、65目及120目）及不含砂（空白对照）下，空气爆破致裂煤岩的破裂特征，并结合声发射监测技术系统分析能量释放规律。结果表明：砂粒提高了高压空气能量的利用率，使含砂试块产生的主裂缝数量及破碎程度，均高于无砂粒充填时的纯空气爆破，且在含砂粒径为65目时，试块产生的裂缝网络最为丰富；声发射分析表明，砂粒提高了低频段的小波包能量占比，且随着砂粒粒径的减小，低频段能量占比呈现先增大后减小的趋势，含砂粒径为65目时达到峰值；砂粒显著提高了动态冲击阶段波形的瞬时能量，随着砂粒粒径的减小，瞬时能量呈现出上升趋势。