煤与瓦斯突出是深部高瓦斯矿井安全开采的最大障碍之一,回采工作面前方卸压区长度短、应力集中系数大、煤体干燥是诱发采面煤与瓦斯突出事故的主要因素.为了消除回采工作面突出危险性,提出了采面"爆注"一体化防突理论与技术——在采面前方应力集中区内实施爆破作业,降低煤体承载能力,迫使采面超前应力集中向深部推移,增大卸压区长度;通过爆破在应力集中区内产生新的煤层裂隙,促进新生裂隙和卸压区内裂隙连通,为应力集中区内煤层瓦斯释放提供了通道,降低煤层瓦斯含量;爆破能增加煤层裂隙,有效提高煤层注水效率,提高煤体的塑性,驱替煤层瓦斯流动、并抑制残余瓦斯解吸速度,降低突出危险性.研发的"爆注"一体化成套装备实现了同一钻孔内装药、水封耦合爆破、煤层注水的一体化安全高效作业;首创的水封耦合正向起爆方法能显著提高爆炸能量的利用率,并降低爆炸冲击波对封孔器的冲击力,有效延长封孔器的使用寿命.在平煤股份有限公司八矿孤岛工作面的试验结果表明:单个钻孔的"装药-封孔"一体化作业时间从传统40～60 min缩减到10～15 min;单个钻孔的封孔材料从约120 kg缩减到不足20 kg;"爆注"一体化作业实施后,采面超前应力峰向深部转移约6 m,卸压区长度显著增加,采面突出危险性降低;试验中用18个"爆注"一体化钻孔的消突效果和144个普通超前钻孔相当;单个钻孔注水量提升约23倍,煤层塑性显著提高,采掘过程中产生的粉尘浓度显著降低.

国家自然科学基金面上项目（51874291）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（2019XKQYMS22）；

1 “爆注”一体化技术及原理
1.1 技术概况
1.2 爆破推动应力峰值、连通裂隙
1.3 注水改善煤体塑性和瓦斯放散速度
2 技术方法及装备
2.1 技术方法工艺
2.2 技术装备开发
3 爆破关键参数优化
3.1 数值模型建立
3.2 空气耦合和水耦合爆破对比
3.3 正向爆破和反向爆破对比
4 现场试验研究
4.1 试验地点概况
4.2 试验方案
4.3 现场试验效果
4.3.1 采面突出危险性对比
4.3.2 采面应力峰值特征对比
4.3.3 爆破前后瓦斯涌出对比
4.3.4 附加效果对比
5 讨 论
6 结 论

杨威,贾茹,李希建,郭明功,林柏泉,林明华.采煤工作面“爆注”一体化防突理论与技术[J].中国矿业大学学报,2021,50(04):764-775.