地下矿山工程井巷掘进爆破技术探究

掘进爆破是地下矿山工程开采的重要一环,爆破技术的应用效果直接关乎地下矿山工程井巷开采效益。因此,简单介绍了地下矿山工程井巷开采背景,以深孔控制预裂爆破技术为例,提出了地下矿山工程井巷掘进爆破技术方案,并对地下矿山工程井巷掘进爆破技术实践要点进行了进一步探究,希望为掘进爆破技术在地下矿山工程井巷中的有效应用提供一些参考。

复合坚硬顶板巷道切顶卸压围岩控制技术研究

以肥城白庄煤矿9807运输顺槽为研究对象,通过现场勘测,分析了复合坚硬顶板巷道围岩的变形特征,并根据复合坚硬顶板巷道控制原则,提出了可优化巷道围岩应力环境、抑制锚固结构破坏的“长锚索+深孔预裂爆破”协同控制技术。现场实践结果表明,采用该协同控制技术后,巷道顶板最大沉降量为34 mm,两帮最大收敛量为59 mm,实现了对复合坚硬顶板巷道围岩的有效控制。

低透气性突出煤层巷道快速掘进的试验研究

针对在低透气性突出煤层巷道掘进过程中，煤与瓦斯突出综合检测指标经常超限，掘进速度缓慢等问题，提出了深孔预裂控制爆破和巷帮钻孔边抽边掘相结合的综合防突技术，研究了深孔预裂控制爆破技术的作用机理，阐述了深孔预裂控制爆破技术的工艺流程和巷帮钻孔的布置参数．研究表明：在低透气性突出煤层中采用深孔预裂控制爆破和巷帮钻孔边抽边掘相结合的防突措施，可有效地消除激发突出的应力和煤体结构的不均匀性，提高煤体强度和煤层透气性，使巷帮钻孔瓦斯抽放量大幅度地提高，增大了煤体抑制突出的阻力，能有效地预防和消除在掘进过程中煤与瓦斯突出的危险性，且提高巷道掘进速度3～4倍．

时序控制预裂爆破参数优化及应用

针对白鹤滩水电站地下厂房的爆破开挖,为降低爆破对岩体的损伤,采用数值模拟与现场试验研究小孔径时序控制预裂爆破中,后爆孔孔间延期时间及后爆孔孔距对时序控制预裂爆破成缝的影响,从而获取合理的延期时间和最佳的后爆孔孔距。研究结果表明,孔径为42mm的时序控制预裂爆破,先爆孔孔距为35cm时,合理的起爆延期时间为75~100μs;综合考虑炸药爆炸能量利用率和成缝效果,最佳的后爆孔孔距为70cm。科学地采用时序控制预裂爆破不仅可以减小钻孔工作量与炸药用量,还能降低对岩体的损伤,可为地下厂房爆破开挖安全、高效的进行提供一条有效的途径。

卸压爆破在低透气突出煤层快速掘进中的应用

针对在高瓦斯低透气突出煤层巷道掘进过程中,瓦斯频繁超限、突出预测指标超标次数多、防突措施的钻孔工程量大、巷道掘进缓慢等问题,提出了用深孔控制爆破来释放煤体所积聚的弹性能,以扩大工作面前方煤体卸压带的范围,结合巷帮钻孔边抽边掘的措施,达到增透卸压强化抽放快速消突的目的,实现巷道安全快速掘进。

高突煤层深孔预裂松动爆破技术体系及应用研究

由于煤体吸附瓦斯能力强,高瓦斯低透气性突出煤层的施工、生产中存在众多安全隐患。在调查现有研究成果和现场实践经验的基础上,提出穿层和顺层深孔预裂松动爆破这一综合增透技术。通过大量现场实际操作,检验了此局部防突措施的效果和可行性。研究表明:通过深孔预裂松动爆破技术体系的实施,煤体中裂缝增多,孔隙率提高,排出了大量的瓦斯,残余瓦斯压力降低,减少了突出的势能,达到了防止突出或降低突出强度的目的。

高应力低渗透煤层预裂爆破过程中控制孔作用

在深孔控制预裂爆破增加煤体透气性过程中,控制孔所起的导向致裂作用受地应力的影响程度通过理论分析相对复杂。针对这一情况,采用数值计算方法模拟爆炸波与爆生气体在煤体内的传播致裂过程和控制孔临空面的反射叠加导向致裂过程,研究高、低地应力情况下控制孔的导向致裂增透作用。结果表明:高地应力煤层深孔预裂控制爆破时,控制孔主要起到卸压孔和抽放孔的作用,其导向致裂效应不如低地应力情况下的显著;控制孔尺寸越大,煤体爆破后控制孔周围煤体裂隙区范围越大;深孔爆破增透技术在高应力低透煤层的增透防突中仍可获得较好的增透效果。

低透气性煤层预裂爆破裂纹扩展特征数值模拟研究

在煤矿瓦斯治理工程中,预裂爆破是改善低透气性煤层渗透率的有效措施之一,其效果取决于爆破裂纹的产生与扩展程度。为研究低透气性煤层预裂爆破裂纹产生与扩展的特征及规律,将爆破过程看作平面应变问题,基于HJC模型、HIGH_EXPLOSIVE_BURN材料模型和JWL状态方程,构建了深孔预裂爆破数值模型,并采用六面体单元进行网格划分;基于此,采用LS-DYNA软件对数值模型进行解算,分析了爆破孔周围破碎区和裂隙区的产生与发展过程,探讨了爆破孔周围煤体的裂隙与应力变化特征;最后,针对煤层预裂爆破参数选取,给出了合理化建议。研究表明:采用2号岩石乳化炸药,药卷直径94 mm,炮孔直径120 mm的爆破条件下,爆破产生的破碎区范围为1.43 m×1.25 m,裂隙区半径约为3.4 m,主裂隙长度为2.0~2.62 m;爆破孔与控制孔连线方向主要受压应力作用,切向受拉压应力作用,控制孔左右两侧切向受拉压作用显著;不同炮孔先后爆破产生的应力波与裂隙区应力场发生叠加,对裂隙的产生发展具有一定影响;煤层预裂爆破的合理布孔参数需综合考虑煤层对爆破应力波的衰减作用、空孔壁面对爆破应力波的反射作用以及双孔爆破应力波的叠加作用。

低透气煤层深孔预裂聚能爆破增透试验研究

为了提高深孔预裂爆破增透的效果,基于相似模拟理论,建立低透气煤层深孔预裂爆破的试验模型,利用相似材料配比加工制备试样,试样包含4个控制孔和1个爆破孔,并采用聚能药包进行爆破模拟试验。通过监测煤层的应变信号,分析爆破载荷作用下试样的裂纹扩展特性。结果表明:爆破试样在爆炸压缩荷载作用会产生反向拉伸卸载波,造成爆破试样的裂纹扩展,沿聚能药包方向有明显侵彻效果。现场试验表明在经过深孔预裂聚能爆破增透后的煤层瓦斯抽采浓度为原来的1.18～3.05倍,瓦斯抽采流量是爆破前的1.2～3.3倍,抽采半径达到了4.5 m。

爆破参数对煤层深孔预裂爆破裂隙扩展的数值模拟研究

基于ANSYS有限元模拟软件,通过定义煤体爆破的裂隙扩展模型,建立深孔预裂爆破影响范围物理模型,计算不耦合系数、控制抽采孔等爆破参数条件下爆破裂隙的扩展形态。

厚硬顶板控制性放顶及矿压显现特征研究

为了保证巨厚砂岩直覆顶板综采工作面的安全高效回采,通过对综采工作面深孔预裂爆破前后矿压显现特征指标,来考察工作面巨厚砂岩直覆顶板控制性放顶的实际效果。结果表明,深孔预裂爆破控制性放顶技术能有效保证工作面巨厚砂岩直覆顶板正常垮落,降低顶板大面积突然切断来压造成危害,为工作面的顺利回采提供保证。

闹市区大断面地铁车站钻爆开挖及振动控制

城市地区地铁车站钻爆法开挖施工,将对周边建筑物和人员产生较大影响甚至造成危害。文章以重庆轨道交通环线洪湖东路车站钻爆法施工为例,详细阐述了爆破方案及爆破参数的设计,通过采用断面分部开挖、三级楔形掏槽、预裂爆破和逐孔爆破网路等技术措施,最大限度减少地表沉降和爆破地震强度对周边环境的影响。实践表明,地铁车站开挖采用本文提出的综合技术措施能显著降低爆破振动,减少钻爆施工对围岩的扰动,确保周边建筑物和人员安全。

急倾斜坚硬顶板工作面超深孔预裂爆破技术研究

为了改善急倾斜工作面大面积悬顶引起的安全问题,基于新疆二一三零煤矿26221工作面,分析了采面顶板与巷道围岩压力异常增大、冒顶片帮事故频发、工作面发生滑架倒架事故的现象,重点研究了急倾斜工作面坚硬顶板管理的思路和原理,确定了超深孔超前预裂爆破技术的主要方案和参数。实际施工中运输巷老顶切断孔最大长度95m,工作面矿压活动规律及顶板垮落效果表明该方案安全可靠。

深孔控制预裂爆破增透试验研究

为增加煤层透气性、提高瓦斯抽采效率,试验研究了深孔控制预裂爆破技术。介绍了深孔控制预裂爆破的增透机理及效果考察方案,从钻孔瓦斯抽采量、钻孔附近煤体透气性系数、百米钻孔瓦斯流量、百米钻孔瓦斯抽采率和工作面掘进速度等方面,现场考察、比较了预裂抽放钻孔、普通顺层预抽钻孔的抽采效果,结果表明:实施深孔控制预裂爆破措施后,前12天钻孔瓦斯抽采量明显增加,煤层透气性系数增加了6.9倍,百米钻孔瓦斯流量提高了4.218倍,百米钻孔瓦斯抽采率提高了1.88倍,工作面掘进速度有了明显的提高。

双预裂孔爆破在高瓦斯低渗透煤层中的应用研究

以绿塘煤矿601-3工作面开采的6中高瓦斯低渗透煤层为研究对象,将双预裂孔爆破技术应用于高瓦斯低渗透煤层,分析了双预裂孔爆破机理,采用数值模拟方法研究了不同预裂孔间距条件下裂纹扩展规律,考察了双预裂孔爆破对单孔瓦斯流量、单孔瓦斯浓度、煤层透气性系数的影响。研究结果表明:双预裂孔爆破区域爆破后与爆破前相比,平均单孔瓦斯纯流量提高了3. 25倍,单孔瓦斯浓度提高了2. 28倍,煤层透气性系数平均提高2. 15倍,有效提高了瓦斯抽采量,加快了工作面生产速度,保障了矿井采掘安全。

CO_(2)气爆含控制孔煤层裂隙演化颗粒流模拟

CO_(2)深孔预裂爆破是实现低透煤层瓦斯抽采的重要煤层增透技术手段。为更加准确地分析CO_(2)气爆作用下煤层裂隙演化规律,解决CO_(2)爆破过程存在非连续、大变形的问题,基于颗粒流方法(PFC)建立细观数值模型。通过将CO_(2)气爆应力波等效为半球面谐振波,分析CO_(2)气爆作用下煤层颗粒速度场;以颗粒膨胀加载法和动边界条件处理法,应用PFC2D构建二维数值模拟模型,分析CO_(2)气爆含控制孔煤层裂隙演化规律。结果表明:CO_(2)爆破应力波入射过程中,钻孔边界发生明显的动力效应,自孔周呈现推进式破坏区;煤层埋深增加,起裂压力增大,主裂纹形成后裂隙扩展范围增大;设置控制孔能有效加速裂隙发育,裂隙扩展深度和影响范围均有显著增加。该模拟可以解释爆破应力波的传播规律和描述煤岩体的动力破坏过程。

中深孔松动控制爆破技术在三山岛金矿的应用

为了减少矿柱的损失,在三山岛金矿直属矿区内,采用基坑开挖的方式对地表以上+10 m至地下-2.0 m的矿体进行回采。受现场工业厂房布置限制,并考虑加快施工进度、降低生产成本等方面因素,爆破方式采用中深孔松动控制爆破技术。为了最大限度地降低爆破震动对周边环境的影响,首先对基坑轮廓先进行预裂爆破,再进行中深孔松动控制主爆破。通过对2种控制爆破的爆破参数进行详细确定,分析爆破效果,阐述了爆破方案选择、爆破参数优化、起爆网路的设计和爆破安全校核与防护,为类似工程设计提供参考。

简易光面爆破在采准掘进中的应用

简易光面爆破技术应用于采准掘进中,顶板三心拱成型明显,减弱对围岩的破坏,降低顶板浮石的产生,改善安全工作环境。

综合爆破技术在峡江水利枢纽柘塘防护工程渠道石方开挖中的应用

本文以江西省峡江水利枢纽柘塘防护工程渠道石方爆破开挖为例,将渠道主体部分分层分段浅孔松动控制爆破结合边坡部分预裂爆破技术应用于本工程中,根据地质情况及邻近建筑物条件,合理选择了爆破参数,制定了有针对性的施工方案.实践表明,采取主体部分分层分段浅孔松动控制爆破结合边坡部分预裂爆破技术,可以有效减小爆破施工对周围环境的影响和破坏,保持边坡围岩的稳定和完整,从而有效保证了施工质量和工程进度,可为类似工程提供参考.

深孔预裂爆破技术与综合分源抽放技术在回采工作面瓦斯治理过程中的应用

在分析霍州煤电集团李雅庄矿2-226回采工作面瓦斯涌出量情况的基础上,详细介绍了深孔预裂爆破技术与综合分源抽放技术的工艺流程、安全技术措施等,并应用该技术成功地对采煤过程中产生的瓦斯进行了有效治理,保证了采面回采期间的安全高效生产。