砂质泥岩巷道顶板定向爆破不耦合装药系数优化与应用

聚能爆破技术在沿空留巷工程项目中有着重要的作用,装药结构问题一直是目前讨论的热点及难点。对于目前沿空留巷顶板超前预裂装药长度尚没有明确的指标情况下,以孟津煤矿二_2-11031工作面轨道顺槽为研究背景,提出了等长装药顶板预裂技术,为明确最优装药结构,本文通过LS-DYNA数值模拟软件建立了三维定向聚能爆破模型,改变轴向药柱的长度,以裂纹扩展长度和应力衰减速率为分析指标,通过数值模拟可知,轴向不耦合系数在1.25~1.7之间径向切缝距离约为40 cm,轴向切缝距离约为80 cm,相比轴向不耦合系数在2~3之间,切缝距离分别提高了25%和12.5%;轴向不耦合系数在1.25~3之间,应力衰减速度均小于1,能量利用最为合理;将轴向不耦合系数α=1.25~2的装药结构在孟津煤矿二_2-11031工作面轨道顺槽进行顶板定向爆破实验,对预裂爆破后的两炮孔中线进行钻孔窥视,观察到4种爆破方案,两炮孔之间沿切缝方向裂纹均已经完全贯通,裂纹光滑平整,现场应用效果良好,结合经济性、安全性两方面考虑,不耦合系数α=1.7为最优;研究结果表明等长装药结构可以代替传统的三段式装药结构。研究结果可以为今后类似的项目提供参考。

深埋底抽巷炮掘水间隔装药结构与炮眼布置优化

为了有效解决岩巷钻爆法施工单次循环进尺较短、掘进面超欠挖等问题,以赵家寨矿14206工作面底抽巷为工程背景,采用数值模拟方法,从有效应力、振速、岩石损伤以及掘进面爆破效果等角度出发,分析了不同装药结构下岩石破碎特征。研究表明,全长装药和水间隔不耦合柱状装药结构的破碎半径相同,均为60 cm;通过巷道全断面爆破数值计算,揭示了2种炮孔间距下岩石阶段性破坏的演化规律,结果表明内部掏槽孔和崩落孔的布置间距应小于炸药有效破碎半径。现场试验结果显示,优化后的装药结构,其炮孔利用率达90%,进尺深度由1.5 m提高至1.8 m,整体装药量下降了5%。

赵家寨矿底抽巷锚网喷支护参数设计及应用

为了有效解决钻爆法掘进巷道,顶板破碎严重锚网支护效果差等问题,以赵家寨14206底抽巷为研究背景,利用理论分析、数值模拟、现场试验,探究破碎顶板主动支护参数设计中最优方案。数值模拟研究结果表明,50 mm喷射混凝土厚度可以有效控制塑性区的发展,缩短巷道表面的位移,通过现场实验监测表明,锚网喷支护技术可以作为钻爆法掘进巷道顶板支护的主要技术手段,可为相关工程实际条件下矿井提供参考与借鉴。

高河煤矿高抽巷岩体波阻抗实验研究

波阻抗对巷道围岩爆破参数设计有重要意义,以高河矿E2308高抽巷为研究背景,通过测试巷道内部不同岩性的密度与纵波波速,根据测试结果得出粉砂岩的波阻抗为7 777 679.667 kg/m^(3)·m/s,粗砂岩的波阻抗为12 191 063 kg/m^(3)·m/s,灰岩的波阻抗为12 172 188.33 kg/m^(3)·m/s,细砂岩的波阻抗为12 719 719 kg/m^(3)·m/s,实验结果将对高河矿E2308高抽巷岩石爆破参数优化具有重要的指导意义。