秦岭马白山隧道硬岩段光面爆破参数优化

光面爆破是硬岩隧道开挖的主要施工方法,由于破岩机理复杂,若爆破参数设计不合理,易导致硬岩隧道光面爆破成型控制较困难。西十高铁秦岭马白山隧道围岩以燕山期花岗岩为主,Ⅱ、Ⅲ级围岩占隧道全线70%以上。以该隧道工程为研究背景,针对原方案爆破后存在的隧道超欠挖、二次爆破施工等问题,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对光面爆破成型控制进行数值模拟,分析硬岩隧道爆破应力波传播规律及围岩损伤情况,揭示爆破扰动下硬岩应力演化特征及变形破坏规律,提出光面爆破参数优化措施,有效改善爆破效果。该研究成果可为硬岩隧道全断面光面爆破开挖参数设计与施工提供借鉴。

全断面光面爆破技术在坚硬岩巷掘进中的应用

为了保证在矿山巷道开挖过程中,最大限度地减少对围岩的破坏,提高爆破效率,采用全断面光面爆破技术。针对巷道断面面积较大且岩层坚硬等情况,对爆破方案、复合掏槽方式和单螺旋形掏槽方式、爆破参数和炮孔布置等进行了精心的设计。掏槽形式为单螺旋形掏槽方式,平均孔深2 m,炮孔数72个。结果表明,平均循环进尺达到1.7 m,炮孔利用率大于85%,提高了巷道的掘进速度和成巷质量。现场应用取得了良好的爆破效果,确保了会理县兴隆矿业矿山巷道全断面开挖的成功。

硬岩斜巷中深孔光爆技术研究与应用

为了提高硬岩倾斜巷道的掘进速度和成形质量,研究了中深孔光爆技术;优化了中深孔光爆参数,使炮眼平均深度比工程前期提高0.3m,并在桃园煤矿Ⅱ1人行上山掘进施工中进行了应用,结果表明,斜巷掘进平均循环进尺比工程前期提高0.505m;炮眼平均利用率达89%,比工程前期提高14%;"底高"现象基本消失,加快了工程进度。

深孔光面爆破技术在大断面硬岩巷道中的应用研究

根据现场岩石性质和使用的钻爆器材,通过采用混合掏槽爆破技术,增大掏槽眼装药量,以增加掏槽爆破能量,提高了掏槽爆破效率。周边眼采用水垫层装药结构,保证了巷道成型良好。试验研究结果表明:在循环作业时间基本保持不变的情况下,月进尺由试验前的80m提高到100m左右,爆破器材消耗明显降低。试验研究实现了安全、快速、高效施工的预期目标,对类似性质岩巷的掘进施工具有参考价值。

硬岩斜巷掘进中深孔光爆参数优化研究

为提高硬岩斜巷成型质量和施工效率,以桃园煤矿人行上山爆破施工为背景,分析了造成炮眼利用率较低、巷道超欠挖严重及施工效率较低的原因,结合理论计算和工程前期施工经验对各爆破参数进行优化。结果表明:优化后的爆破方案采用全断面一次起爆,掏槽选用三级楔形掏槽,周边眼炮眼密集系数取0.89,底板眼呈双排梅花型布置,可使炮眼利用率提高到90.5%,巷道成型质量显著提高,每爆破循环节约用时1 h。

深埋硬岩中光面爆破设计优化及经验公式

光面爆破技术是隧道工程中广泛使用的施工技术。将光面爆破简化为平面应变问题,推导了光面爆破炮孔间距、最小抵抗线、不耦合装药系数和线装药密度等参数的计算公式;采用具有特定内插角度的炮孔代替传统的垂直钻孔,推导了内插孔的控制角度,优化了斜眼掏槽光面爆破技术。利用改进的斜眼掏槽光面爆破技术进行了现场试验与施工实践,结果表明:改进方案可以有效提高周边孔的炮孔利用率和光面爆破效果。对5000 mm跨、5500 mm跨、6000 mm跨三种典型断面洞室,对炮孔优化方案进行了现场试验,取得了炮孔装药量、岩体抗压强度、炮孔间距、最小抵抗线等特征参数的现场数据,并对试验数据进行拟合,得到了经验公式,该公式对硬岩中光面爆破参数选择具有参考价值。

聚能光面爆破技术在坚硬岩巷快速掘进中的应用

随着高度集约化、高产高效大型矿井的不断增多,坚硬岩石巷道快速掘进技术越来越成为影响矿井采掘平衡的重要影响因素。为了进一步缓解大型矿井采掘接替的压力及发展岩巷快速掘进技术,文章以华东地区某铁矿巷道工程为背景,通过设计合理的爆破参数,研究了聚能光面爆破技术在该矿水平向下主斜巷掘进工程岩巷快速掘进中的应用,并对其应用效果进行了分析。结果表明,在使用该爆破参数掘进30 d后,巷道日进尺、炮眼利用率及爆破后的围岩稳定性都显著提高,其中巷道进尺约为87 m,平均日进尺2. 9 m,炮眼利用率达到85%以上,爆破后的岩石破碎较均匀,大部分破碎岩石被抛掷到断面后10 m。根据巷道赋存具体条件优化的聚能光面爆破技术能够实现坚硬岩石巷道的安全、高质、高效掘进,此研究可为相似地质条件矿井巷道快速掘进中的应用提供借鉴。

中深孔光爆技术在硬岩巷道中的应用研究

目前,岩巷掘进的主要作业方式为炮掘,炮掘的循环进尺决定着掘进速度,因此,中深孔爆破的应用在岩巷掘进中日益广泛。中深孔爆破技术的实施受岩石条件的限制,在硬岩巷道中,炸药消耗量大、容易出现"抽炮"现象、炮眼利用率低,针对硬岩巷道中深孔爆破现场问题,对硬岩巷道中深孔爆破技术进行研究,通过改变掏槽方式、爆破参数、装药结构来改善爆破效果。本文以陈四楼煤矿为例,通过现场试验,对中深孔爆破技术在硬岩中的应用展开了研究。

极硬岩中光面爆破参数优化设计与施工

苍山铁矿围岩与矿体均属于坚硬到极坚硬岩石,在掘进过程中存在难爆破等现象。前期掘进中炮眼参数和炸药量采用不当,使得超挖欠挖的现象十分严重。为了解决这一问题,通过理论计算得到光爆基本参数后进行现场试验,通过现场试验对得到的参数进行调整和优化,将优化后的参数应用到巷道掘进中,大幅提高了巷道成形质量,降低了爆破震动对围岩的破坏,提高了巷道整体稳定性,减少了超欠挖和支护工作量,降低了施工成本,并为井下作业安全提供了可靠保障。