深孔预裂控制爆破技术能够促进煤层裂隙的扩展与增多,进而加速实现瓦斯增透,因此是治理煤与瓦斯突出的重要手段。而切槽控制爆破能够使煤岩体沿着特定的方向断裂,裂纹的方向性较好,在煤层瓦斯增透中产生的效果十分显著。当前很多学者对于控制孔定向爆破致裂的研究较多,但是对于切槽定向控制爆破裂隙的扩展研究较少。因此本文将通过实验室相似模拟试验和数值模拟,对切槽控制爆破和普通控制爆破进行对比分析,最后分析切槽控制爆破和普通控制爆破两种状态下的主裂纹方向和非主裂纹方向的裂隙发育和应变情况,以此为切槽爆破技术参数提供相关理论依据。本文主要是基于两种不同爆破孔形状的控制爆破,探究切槽控制爆破的应力损伤状态。基于深孔预裂爆破现状和切槽爆破现状,对当前低透气性煤层瓦斯增透的方法进行了罗列,同时对切槽缝的相关参数进行了分析和阐述,针对前人的研究成果进行了归纳,得到了最佳切槽缝参数。之后通过相似配比试验,由配比试验结果确定了顶板、煤层、底板的各部分配比,进而设计了相似模型试验,基于爆破试验所得的裂隙、超动态应变仪所测数据和ANSYS/LS-DYNA对切槽控制爆破模型和普通控制爆破模型进行的模拟计算,得出了控制孔方向、45°方向以及垂直于控制孔方向的应力变化和裂隙扩展,深入的分析了切槽控制爆破孔壁周围的损伤状态。基于相似理论与相似准则,通过合理的调整各部分的配比,对试块各个部分做四组不同配比的试块,然后通过YAW—300微机控制电液伺服压力试验机对12组配比试块的力学性质进行测试试验,其中顶板:沙子:水泥:石膏:水=6.3:1.0:0.7:1.1,煤层为:沙子:水泥:石膏:煤粉:水=3.2:0.3:0.9:1.6:0.9,底板为:沙子:水泥:石膏:水=6.3:0.9:0.3:1.1。最后,对相似模型的试块爆破之后,通过数据采集系统,每组试验得到了三组数据,分别对应的控制孔方向、45°方向以及垂直于控制孔方向,通过对各组数据进行对比之后发现,在切槽尖端处产生应力集中现象,而在45°方向处存在抑制区域,在垂直于切槽方向上出现了应力恢复状态。通过对比切槽控制爆破和圆孔控制爆破相同区域的应力变化,切槽控制爆破的损伤程度主要集中于切槽方向,在其他方向上损伤程度都不如圆孔控制爆破。图[46]表[13]参[94]。