深孔爆破预裂隐蔽构造机理及区域治理技术研究

深孔爆破松动是目前预裂隐蔽构造常用技术,但是其爆破机理还有待深入研究。文章探讨了深孔爆破的优势和机理,结合山西余吾煤业S5101工作面过DX6陷落柱的爆破实践建立深孔爆破模型,分析爆破半径和效果得出结论:深孔爆破预裂隐蔽构造采用深孔爆破的方法可降低岩石强度,控制生产成本,确保生产安全,提高生产效率。

中凯矿业大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究

装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构(空气间隔长度比例24.2%)存在爆破后冲破坏作用严重的问题,造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废,严重影响生产效率;而盲目增大空气间隔长度比例则存在爆破大块率增加的风险。以矿山实际的炸药和岩石参数为基础,采用数值模拟软件LSDYNA开展大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料,以空气间隔长度比例为研究对象设计了12种装药结构方案进行数值模拟,得到了装药结构与爆破后冲作用、大块率、自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力等评价指标之间的关系。结果表明:自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力随空气间隔长度比例增加逐渐下降;当空气间隔长度比例小于等于30.5%时后冲作用明显,后排炮孔可能出现塌孔现象,当空气间隔长度比例大于等于45.3%时,存在大块率增加的风险,最优装药结构的空气间隔长度比例为44.2%。现场深孔爆破落矿试验表明,优化的装药结构爆破后大块率为7.1%且爆破后冲作用得到有效控制。

顶板深孔爆破炸药辅助推送车的研发

针对目前冲击地压矿井的煤层顶板深孔爆破主要采用人工装药的现状,课题研发了顶板深孔爆破炸药辅助推送车,主要开展辅助推送车的关键机械结构设计、行走和推送过程中防侧翻的运动学分析、关键部件的结构强度分析,通过校核计算及有限元分析验证辅助推送车的可靠性。通过现场试验表明,该装置结构稳定可靠,满足深孔爆破时炸药管高效、安全推送的要求,能提高深孔爆破时炸药管安装效率,有效降低劳动强度,提高施工效率,保障安全生产。

基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型

由于爆破区域地形地质条件的复杂、监测仪器的误差、振动传播介质的反射以及磁场的干扰等原因,采集的原始爆破振动信号常常会掺杂大量的噪声,针对此问题提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的信号降噪光滑模型。此模型将爆破振动信号进行CEEMD,基于分解所得到的IMF分量建立低通滤波算法。根据滤波算法的相似度与光滑度,构造目标函数并计算最优解,其对应的滤波算法模型即为爆破振动信号的最优降噪光滑模型。通过构造仿真信号验证了降噪光滑模型算法的可行性,并将模型应用了实际露天深孔爆破振动信号的研究。采用信噪比和均方根误差两种指标对比经验模态分解(EMD)方法、小波阈值法、CEEMD-小波阈值法与滤波算法模型BP3的降噪效果,验证了降噪光滑模型在对露天矿山爆破振动信号降噪方面的有效性,并通过频谱分析进一步验证了降噪光滑模型较CEEMD-小波阈值法的优越性。结果表明:基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型具有良好的降噪能力,能够在保留原始爆破振动信号真实特征信息的前提下对信号进行降噪,且降噪效果优于EMD方法、小波阈值法和CEEMD-小波阈值法。

深部采煤深孔爆破技术防控强矿震机制研究

中国华东、东北、华北大部分煤矿已进入600 m以下深度开采,矿震等动力灾害屡有发生,严重制约了煤矿安全、绿色、高效生产。针对中国深部煤矿厚硬顶板下开采矿震频发问题,以东滩煤矿为例,采用现场监测、理论分析和数值模拟等方法,详细阐述了深孔爆破顶板卸压前后强矿震空间分布特征,研究了深孔爆破技术预裂顶板机制、对采动中覆岩活动影响及防控矿震的效果。研究发现深孔爆破技术可有效弱化或断裂上覆厚硬岩层,释放上覆岩层积聚的应变能,减少大能量矿震的风险。基于爆炸荷载作用下岩石破坏区理论分析计算出了深孔爆破岩石破碎区、裂隙区和有效破坏范围,并结合工作面支架阻力监测,发现深孔爆破技术可主动调控矿山压力,避免了强矿压显现。建立了含四次深孔爆破的煤层开采全过程数值模型,分析了深孔爆破前后覆岩应力及位移演化特征,揭示了深孔爆破对采动中覆岩活动影响机制。深孔爆破断顶卸压技术能够有效弱化煤层顶板、降低顶板来压强度、增大覆岩的碎胀系数,能够用于防控深部采煤强矿震的发生。

基于Aegis的无底柱分段崩落法中深孔爆破过程模拟与应用

无底柱分段崩落法因其回采效率高、结构简单、安全性高等优势被广泛应用于地下金属矿开采,其落矿方式常采用中深孔爆破。针对传统无底柱分段崩落法中深孔爆破设计过程繁琐、模拟效果不够直观等问题,开展了基于爆破设计与分析软件Aegis的中深孔爆破过程模拟与应用研究。首先介绍了该软件的模块构成和功能,并梳理和总结了模拟分析流程;其次研究了利用模型边界限制爆破空间以及利用爆炸能量的交错状态校验孔网参数的两项关键技术;最后基于该软件对某地下矿山无底柱分段崩落法中深孔爆破进行了数值模拟。研究结果表明:单排炮孔内爆炸能量集中且充盈了整个爆腔,连续耦合的装药结构以及0.3 kg/t的炸药单耗设计较为合理;临排炮孔间爆腔壁呈相切的状态,可能存在排间能量不足以完全破碎岩体的情况,2.2 m的炮孔排距稍大;预测的多条进路爆破块度质量分布结果均出现大块占比偏高的情况,与现场的工程实践结果一致,并以其中一次爆破后的爆堆照片为例进行说明,其大块率达到了18.03%。结合Aegis软件的模拟结果,分析炮孔排距偏大可能是导致大块率偏高的主要原因。此外还对实验分段的6个开采进路进行了12次爆破试验并加以模拟验证,得到了基本一致的爆破块度质量占比结果,有效佐证了该软件的现场应用效能。

深部急倾斜薄矿体中深孔爆破夹制力量化分析

在深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中,由于围岩的夹制力作用,在生产实践过程中往往存在“爆不开”或“爆太开”的情况,从而导致采矿损失贫化大等问题。针对某矿山的开采技术条件,基于PFC 2D数值模拟软件对深部急倾斜中深孔爆破过程进行数值模拟,量化分析深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中有无围岩夹制力对爆破效果的影响,确定炮孔直径为65 mm,排距(抵抗线)为1.6 m。现场应用表明:爆破后效果良好,大块率较低,矿石贫化率为15%,采矿损失率为5%,炸药单耗为0.6 kg/t,数值模拟结果与现场爆破效果相近,相应的爆破参数可指导现场生产。

露天煤矿富水深孔爆破间隔器研发与应用

为解决露天矿开采中,遇到的富水炮孔无法安装空气间隔器进行间隔装药爆破的问题,在分析空气间隔器适用性和结构的基础上,研发了一种水孔专用间隔器,用于减少乳化炸药使用量。通过地面实验与现场检验的方式研究了水孔间隔器的膨胀效果、对乳化炸药的支撑作用,以及对爆破效果的影响。结果表明:该水孔间隔器应用于富水深孔爆破中,爆破后爆堆情况、大块率和铲装后根底均与周边非间隔装药爆破情况相当,实现了降本增效。

电子雷管在露天采矿深孔爆破中的应用分析

随着科技的不断发展,传统的雷管已经逐渐被电子雷管所替代.电子雷管具有更精密的控制能力、更高的爆破精度以及更多的安全保障措施,使其在露天采矿深孔爆破中逐渐成为主流.文章介绍了电子雷管的结构与工作原理,分析了电子雷管相对普通雷管的优势,详细阐述了电子雷管在露天采矿深孔爆破中的应用情况,旨在为相关工作人员提供借鉴参考.

高家堡煤矿顶板深孔爆破致裂半径数值模拟及试验研究

冲击地压灾害是制约高家堡煤矿安全高效回采的难题之一,顶板深孔爆破作为一种有效的冲击地压灾害控制手段,已被应用于高家堡煤矿的冲击地压防治。顶板深孔爆破致裂半径是设计爆破方案的重要参数之一。为探究高家堡煤矿顶板深孔爆破的致裂半径,以高家堡煤矿二盘区205工作面地质条件为工程背景,采用数值模拟和现场试验方法进行研究。首先,基于Hoek-Brown破坏准则的应变软化模型数值模拟了岩石柱状爆破,数值结果表明该条件下顶板深孔爆破钻孔径向方向粉碎区半径为0.58 m,裂隙区半径为3.00 m。然后,在高家堡煤矿205工作面回撤通道开展顶板深孔爆破致裂半径测定现场试验,采用束管分析技术对检测孔在顶板爆破前后的气体成分进行测定。结果表明,距离爆破孔2.95 m处的3号检测孔中氧气和二氧化碳含量降低,氮气含量增加,且检测到一氧化碳气体,说明爆破试验孔产生的爆破裂隙导通了3号检测孔,可确定高家堡煤矿顶板爆破致裂半径可达到2.95 m,该结果与数值模拟基本一致。研究结果能够为类似条件下顶板深孔爆破方案设计提供指导。

深孔爆破断顶技术在深井冲击地压防治工作的研究与应用

针对冲击地压影响范围广、破坏能力强、发生频率高、防治难度大的问题,以李楼煤业1303工作面为工程背景,根据相关要求和现场情况制订了合理的断顶爆破工艺和钻孔布置方案。根据微震监测、应力监测和来压步距观测对1303工作面断顶卸压效果进行考察,实验结果表明:10^(4)J及以上能量事件频次下降明显,10^(3)J及以下能量事件频次增加,单位进尺释放能量值下降幅度达40.77%;预警总次数下降了33.33%,预警位置集中在距离断顶孔0~1.5、6.0~6.5 m区域;周期来压步距同比下降5.1%,平均围岩变形量同比减小40.9%,达到了破坏顶板完整性、缩短顶板悬顶长度、减小来压步距,以及释放岩层弹性能的目的,说明针对该工作面采取的卸压防冲技术效果明显,可以有效降低工作面的冲击危险性。

中深孔爆破一次成井技术在会泽铅锌矿的研究与应用

天井施工在矿山生产过程中较为常见,其施工方法的适用性、科学性和稳定性直接影响着矿山安全高效生产和经营活动,传统的天井施工方法如普通法、爬罐法等存在施工周期长、成本高、安全性差等一系列问题,同时反井钻施工方法虽高效便捷,但其在较短距离天井的施工应用上设备转场工作量大且成本偏高,研究一种成本低廉、安全可控、效率偏高的天井施工技术尤为重要。本文采用中深孔爆破工艺进行短天井施工,通过理论计算和现场试验,对中深孔爆破凿岩、爆破等关键环节技术参数进行了深入研究和探讨。首先根据短距离天井的地质条件和施工要求,合理布置炮孔,确定爆破参数,而后根据前期理论成果进行现场爆破实验,观察爆破效果、收集数据并优化相关参数,最终形成稳定可控的短距离天井中深孔爆破一次成井技术成果,研究采用中深孔爆破一次成井技术,提高了短距离天井施工安全性、施工效率,同时有效降低工程成本,为类似矿山天井施工提供了宝贵的实践经验和理论指导。

地下中深孔爆破的最佳减振延期时间研究

以地下铁矿扇形中深孔爆破为研究对象,对实际采集的爆破振动波进行全波段的频率分析,在Matlab拟合叠加分析的基础上,提出了以高频次子周期对应的半周期为最佳延期时间的方法,并进行了数值模拟与现场验证。研究表明:将爆破振动波主频对应的半周期进行错相相减,减振效果并不明显,甚至有振动增强的现象;孔间最佳延期时间主要与爆破振动波有效波段内所包含的高频次子周期相关。以高频次子周期确定延期时间准确性更高。多次叠加减振强度的大小仍与高频次子周期相关。只是在低叠加次数条件下,两者之间的敏感性不高,次高频次子周期也可以起到一定的降振效果。但是,随着叠加次数的增加,两者之间的关联性不断增强,故只有高频次子周期才有良好的连续叠加减振效果。

深孔爆破降本增效措施应用与分析

为实现深孔爆破工程降本增效,以哈尔乌素露天煤矿为工程背景,分析了露天煤矿生产和爆破工程成本构成,提出AEO管理法、参数优化、智能化建设3个方面措施。生产现场结果表明:降本增效措施不仅提升了安全管理水平和爆破质量,也提高了职工职业技能水平。

地下深孔爆破孔网参数数值模拟优化

在矿山爆破操作中,如果爆破参数选取不合理,会导致爆破后出现较多大块,严重影响矿山的生产效率和经济效益。本文结合工程实际,通过改变孔网密集系数实现爆破参数优化,以达到优化爆破效果、降低大块率的目的。运用数值分析软件模拟不同密集系数下矿体爆破的最大主应力与最大剪应力,通过分析得出,相比原爆破方案,优化后装药处最大主应力与最大剪应力的最小值分别提升了9.69%与10.46%,间隔处的最大主应力与最大剪应力的最小值分别提升了9.39%与9.34%。从最大主应力与密集系数的关系曲线分析中得出,最优密集系数为1.235,最优孔排间距为2.78 m×2.25 m。结合爆破理论与公式对爆破参数进行优化,可以增加优化后爆破参数的科学性与合理性。

基于数值模拟的银山矿上向中深孔爆破网格参数优化

银山矿采场在爆破过程中采用的上向中深孔落矿工艺经常会出现超采及矿岩大块率高的现象,这主要与不合理的爆破网格参数以及炮孔布置方式所导致的爆破能量分布不均匀有关。针对银山矿地下矿岩条件,提出多种爆破网格参数及布置方式,对爆破设计方案进行模型设计规划和力学爆破仿真试验,分析试验模型关键监测单元的有效应力峰值,得出方案四(梅花形布孔、炮孔直径76 mm、排距1.5 m)为最优爆破效果网格参数。

高应力坚硬顶板深孔爆破卸压及见方效应分析

高应力坚硬顶板条件下工作面推进至采空区见方,极易引起上覆岩层结构失稳,诱发顶板事故。顶板深孔爆破是高应力坚硬顶板卸压的重要手段,目前顶板深孔爆破对见方区卸压的影响研究不足。以余吾煤矿N2107工作面坚硬顶板为工程背景,开展顶板深孔爆破技术,采用微震监测、钻孔应力、钻屑监测等方法评价两次采空区见方的卸压效果。结果表明,顶板深孔爆破对坚硬顶板卸压起到积极作用,两次采空区见方期间微震监测未出现大能量事件,钻孔应力监测和钻屑监测稳定在安全值范围。采空区见方表现出见方效应的压力显现特征,局部区域微震事件能量接近预警值,钻孔应力保持上升趋势。在此基础上,提出了采空区见方的卸压优化建议,以确保及时掌握动压信息,提高卸压效果。

数码电子雷管在露天采矿深孔爆破中的应用

露天采矿深孔爆破是矿产资源开采中的常见方法,其效率、安全性和环境影响一直是工程师和研究者关注的焦点。传统的雷管技术,尽管历经多年的发展和优化,仍存在一些固有的限制。近年来,随着数码技术的发展,数码电子雷管逐渐崭露头角,为露天采矿深孔爆破带来了一系列的革命性改进。本文将探讨数码电子雷管的基本原理、在露天采矿深孔爆破中的主要优势以及与其他现代技术的结合应用。

露天采矿生产中深孔爆破技术的应用

作为一种新型爆技术形式,深孔爆破技术已在露天采矿生产环节中取得了显著应用成绩,且受到了业内人士的广泛认可。深孔爆破技术应用水平能够直接影响采矿质量及采矿安全,因此应提高深孔爆破技术应用环节规范性及标准性。但深孔爆破技术具有危险性及技术性特征,因此应加强应用环节监督管控,从地质环境勘察、开孔作业、爆破参数调整、钻孔作业及飞石控制角度出发,确保深层爆破环节稳步推进,避免爆破环节出现安全事故,提升露天采矿生产水平。

煤矿掘进中深孔爆破技术的运用分析

中深孔爆破是一种高效的煤矿掘进技术,具有单循环进尺大、劳动强度低、周期短等优点。本文以河北唐山开滦集团钱家营矿为例,详细介绍了中深孔爆破在该矿井的实践应用。通过合理选型凿岩设备、优化钻孔布置和装药结构、改进爆破参数等措施,钱家营矿显著提高了掘进效率,降低了成本,取得了良好的技术经济效益。同时,文章针对中深孔爆破技术在煤矿掘进中的应用现状,从强化钻孔质量控制、优化装药设计、创新起爆网路等方面提出了进一步改进的建议。实践表明,中深孔爆破是一项技术可行、经济高效的煤矿掘进方法,但仍需不断优化完善,以适应不同煤矿条件下的安全高效开采需求。