深孔聚能预裂爆破切顶卸压机理与应用

为解决悬顶导致的煤柱及邻近巷道高应力和大变形问题,结合工作面顶板地质条件,提出深孔聚能预裂爆破切顶卸压专项方案,采用数值模拟及现场试验对卸压效果开展综合研究。研究结果表明,煤层顶板在切顶后垂直应力减幅为21.62%,预裂切顶措施可显著降低煤柱及邻近巷道围岩应力水平。试验发现,炮孔内轴向贯穿裂缝明显,可实现采空区顶板及时垮落。顶底板在切顶后累计位移量减幅达59.27%,巷道两帮及顶底板移近变形得到有效控制,煤柱垂直应力增量显著降低。实践证明,采用深孔聚能预裂爆破切顶卸压效果显著,可大幅提高作业效率,为类似矿压防治工程提供借鉴。

聚能管装药预裂爆破在水电站大坝地下洞室开挖中的应用

为探索聚能管装药预裂爆破开挖技术的优势及在水利工程施工中的应用效果,以黄河干流玛尔挡水电站工程为例,结合其地下洞室实际情况,提出双聚能预裂爆破开挖方案。通过数值模拟,对岩体应力场分布及孔壁有效应变分布展开模拟分析;并通过爆破试验,确定出孔径、孔距、孔深、线装药密度等参数取值;最后对施工要点及聚能管预裂爆破效果展开分析评价。通过在玛尔挡水电站工程地下洞室开挖中的成功应用,为聚能管装药预裂爆破开挖技术的推广积累了宝贵经验。

5-405切眼深孔预裂爆破放顶技术研究与试验

针对5-405工作面煤层顶板坚硬,极易形成大面积悬顶、采空区遗煤自燃等事故隐患的状况,晋北煤矿进行了双向聚能预裂爆破强制放顶技术研究与试验。现场试验结果表明:连孔双向聚能预裂爆破的应力波和爆生气体作用时间为0.5~0.7 ms,远大于单孔预裂爆破,更有利于预裂方向的爆破成缝,不仅预裂成缝快,还能保护非预裂方向孔壁的完整性,预裂效果更好。采用该技术对5-405切眼坚硬顶板强制放顶,大幅度降低了大面积悬顶的可能性,有效减小采空区漏风及遗煤自燃,达到安全回采的目的。

综采面复用留巷爆破预裂卸压护巷技术应用

王坡煤矿3306运输顺槽为复用留巷,受采动影响,出现了两帮强烈挤压、顶板破碎下沉和底板底鼓的全断面变形。为了减小或消除临近留用巷道的有害变形,保证围岩的完整性,避免留用巷道二次维修甚至多次巷修,拟在3308回风顺槽顶板采用深孔聚能爆破预裂卸压技术。卸压爆破后,利用钻孔窥视仪对3308回风顺槽顶板预留空孔观察,其岩体向上10 m至25 m范围内均产生较为明显的纵向爆破裂隙,达到切顶预期目标。预裂实施后,3308回风顺槽顶底板累计移近量206 mm,与未采取切顶措施相比,降低60%,其中顶板下沉量51 mm,仅占25%。

聚能管预裂爆破技术研究与应用

在采用微差爆破技术下,高村铁矿临帮爆破时边坡振动速度最大值仍然会超过规定允许大小,严重影响边坡稳定性和施工人员安全。为解决爆破振动过大的问题,开展不同装药方式、不同预裂孔间距下预裂爆破效果的数值模拟研究,采用仿真软件建立双孔模型,针对高村铁矿闪长玢岩在有无聚能管情况下1.4,1.6 m孔间距4种工况进行预裂缝扩展计算。结果表明:聚能管起到聚能作用,有效提升预裂缝扩展速度,并且在聚能管装药情况下,预裂孔间距为1.4 m时,相邻炮孔形成的预裂缝发生贯通的速度最快,预裂爆破效果最好,采用该参数进行现场试验,获得3次试验中最好的减振效果,减振率为58.17%。

聚能预裂爆破方法在高速公路路基边坡开挖的关键技术研究

为解决现有技术人工装药效率低、装药过程烦琐及爆破聚能效果较差等问题,文章以预裂爆破应力变化与成缝机理为基础,结合天峨—北海公路巴马至平果段路基边坡开挖案例,对聚能预裂爆破的关键技术进行研究。研究结果表明,聚能切槽产生的高能射流正好可以加强预裂面的裂纹贯通,减小冲击波对侧面孔壁产生的压力,与传统预裂爆破边坡相比,聚能预裂爆破的边坡成型效果好、经济效益显著。

双聚能预裂爆破施工技术在建设工程中运用分析

双聚能预裂爆破技术因其本身具有极佳的经济性与环保性,被广泛应用于现代建设工程当中。为保障双聚能预裂爆破技术应用效果,建设工程人员必须根据工程实际情况,合理制定该技术各个环节施工方案,进而在保障爆破作业安全的基础上增强爆破效果。基于此,本文简单分析双聚能预裂爆破技术优点,并深入探讨实际案例分析,以供参考。

顶板深孔聚能爆破预裂卸压护巷工艺

王坡煤矿3312运输顺槽为复用留巷,由于受临近3314综采工作面采动影响,3312运输顺槽出现了两帮强烈挤压、顶板破碎下沉和底板底鼓的全断面变形。为了减小或消除临近留用巷道的有害变形,保证围岩的整体完整性,避免留用巷道围岩变形破坏后进行二次维修甚至多次巷修,在3314回风顺槽顶板采用深孔聚能爆破预裂卸压技术。爆破后利用钻孔窥视仪对3314回风顺槽顶板预留空孔观察表明:孔内9.1~21.9 m之间纵向和横向裂隙交错发育,以纵向裂隙为主。3312运输顺槽顶板离层量和巷道收敛量均控制在50 mm之内时,巷道帮鼓、底鼓现象得到一定程度的改善。

整体柔性聚能装药结构在煤系地层隧道切顶预裂爆破中的应用

沿空留巷由于能够节约大量的煤炭资源得到了广泛的应用,但对于放顶煤开采所形成的高采空区使得矿压显现剧烈,导致留巷困难,因此采用预裂爆破切顶卸压成为最有效的手段,但上向深孔装药困难经常导致爆破效果变差。本文提供了一种用于煤系地层隧道有限空间深孔预裂爆破柔性装药装置,该装置利用具有一定柔性的两个半圆硬质PVC管,将药包以及导爆索一次性布置于管内后使用胶带绑扎或PVC胶粘结为一个整体。由于整个装药结构具有一定柔性可弯折,在井下可沿巷道弯曲放置,逐步以垂直孔口的方向装入孔底,通过定位块控制药包切缝方向与相邻炮孔中心线连线方向一致,因此切缝能够起到聚能的效果,确保深孔预裂切缝爆破工程的有效实施。该装置在某高速公路煤系地层隧道的预裂爆破切顶中得到了广泛的应用,有效提高了装药效率,更好地保证装药质量,同时实现了聚能效应,扩大了切顶孔的间距。爆后的炮孔窥视结果证明了该装置的有效性。

基于双向聚能拉张爆破理论的巷道顶板定向预裂

为在切顶卸压沿空留巷中获得巷道顶板预裂炮孔的最优间距,基于双向聚能拉张爆破技术,采用以LS-DYNA动力分析软件为基础的数值模拟和现场试验对巷道顶板定向预裂进行研究,优化炮孔间距。数值模拟结果表明,当炮孔间距为400mm时,应力波叠加后产生有效的拉应力;当炮孔间距为500mm时,应力波叠加后也能够产生有效的拉应力,该拉应力大于孔壁围岩的抗拉强度,能够使孔壁围岩沿聚能方向形成裂缝,且利于炮孔间裂纹的扩展;随着炮孔间距进一步的增大,当炮孔间距为600mm爆破时,由于间距过大,应力波无法有效叠加,不能产生连续裂缝。现场试验表明,间距为400和500mm的炮孔间隔爆破时,未爆破孔自炮孔孔底至孔口产生连续有效裂缝,裂缝长度达2.4m,相邻炮孔间沿炮孔中心线均能够形成连续有效的切缝面,能够有效控制沿空巷道顶底板位移及沿空巷道顶板压力。综合分析,在3种不同炮孔间距的试验方案中,确定间隔爆破、500mm的炮孔间距为同一地质条件下3种试验设计中的最优方案。

综采工作面采用聚能管预裂爆破提块研究

本文针对综采工作面采用微差预裂爆破的方法,存在作业时间较长,影响工作面的出煤时间,产量受影响,难以充分发挥爆破提块的优势作用。本文根据聚能管定向控制爆破机理,首次提出采用聚能管对工作面煤层进行预裂爆破,形成长的分布裂缝,在割煤机的扰动下,以提高开采的块率。试验表明,聚能管能够比原先爆破方法提高块率5%,可为矿取得良好的经济效益;同时该技术也是首次应用到综采工作面,丰富了爆破理论。

三软煤层坚硬老顶深孔预裂爆破试验

深孔预裂爆破技术是巷道开展切顶卸压进行围岩灾害控制的重要手段,爆破参数的合理设计对于取得良好的预裂效果至关重要,以桑树坪二号井3309工作面运输平巷坚硬老顶为研究对象,基于对老顶深孔预裂爆破机制理论研究,通过经验公式计算求解,结合现场深孔爆破试验及爆后孔壁窥视结果分析,最终通过一系列试验确定爆破参数设计孔径为75 mm,深度为15 m,装药长度为2 m(质量6.8 kg),封孔长度为10 m,炮眼间距为0.6 m,单次循环爆破6个炮眼时,炸药爆破能量利用率更高,可在相邻空孔孔壁观察到明显的变形破坏、形成贯穿性裂隙等,预裂效果基本满足巷道顶板超前卸压工程实施需求。研究结果表明:顶板深孔预裂爆破裂隙区相互贯通时可取得最佳的预裂效果,试验中选取装药量越大,炮眼间距越小,导向空孔布置合理,则爆破预裂效果愈加明显。研究成果可为类似条件下坚硬老顶深孔预裂爆破技术研究提供参考依据。

厚煤层软岩定向预裂切顶自成巷技术

为解决厚煤层软岩巷道沿空留巷巷道变形量大,不能满足施工要求的问题,通过对工作面地质条件分析,采用类比法,确定预裂爆破采用双向聚能管,装药结构采用4-2-2-1-0方式,钻孔设计倾角15°,孔间距1 m,孔深9 m。通过矿压监测,在采用顶板定向预裂切顶等技术后,16011工作面周期来压平均压力减小1 490 kN,降低25.9%,沿空留巷段巷道成型较好,变形量较小,能够满足巷道施工要求。

常村煤矿聚能预裂爆破弱化顶板技术研究

为缩短常村煤矿S2采区S206综放面的初次来压步距,以邻近的S208综放面为工程背景,根据聚能爆破机理分析,研究出一种聚能装药结构,利用聚能爆破的特性来提高顶板预裂效果。再通过ANSYS/LS-DYNA数值模拟,从应力云图、裂隙半径及压力-时间历程分析直接装药和聚能装药两种方式爆破的预裂效果,得出聚能装药爆破具有聚能效应,预裂效果更佳,更能弱化顶板,保障初采期安全。最终得出S208综放面初次来压步距为15.2m,与S206综放面相比,缩短了2.4m,提高了初采采出率,具有良好的经济价值和应用价值。

聚能预裂爆破技术在林家岙隧道中的应用

以金台铁路林家岙隧道工程为依托,针对工程特点和难点,对原有爆破方案进行优化,通过预裂缝等效数值分析方法对聚能预裂方案进行了对比分析,结合现场实测数据对数值分析结果进行了验证。结果表明,聚能预裂方案可使衬砌各测点应力和振速分别降低50%和45%以上。聚能预裂爆破方案可行,优势明显,无预裂缝对隧道衬砌和爆破振动影响较大,聚能预裂爆破可有效降低爆破振速、增大开挖进尺、加快施工进度。预裂缝等效分析方法对实际工程具有较好的指导意义。

新型聚能预裂爆破技术减振效果研究

为探究复杂施工环境下新型聚能预裂爆破技术的降振效果,基于浙江省温州市某垃圾焚烧发电厂山体爆破开挖项目,通过理论计算与现场实测对比分析的方式,对该新型爆破技术降振效果进行了系统分析。结果表明:相较于理论计算,使用聚能预裂爆破技术的爆破振动实测数据明显降低,其中降振率最大为92.2%,平均降振率为74.0%,降振效果十分显著。

双聚能预裂爆破在格里桥大坝坝肩开挖中的应用

双聚能预裂爆破技术由水电八局于2007年申请了"双聚能预裂与光面爆破方法及专用装置"发明专利和"双聚能预裂与光面爆破专用装置"实用新型专利。通过在格里桥大坝坝肩开挖的成功应用,为该技术推广积累了丰富经验。本文对双聚能预裂爆破的应用进行了介绍。

聚能预裂爆破与边坡稳定性分析

某大型露天铁矿山开采已进入末期,在采场西部端帮已形成了近200 m高、平均边坡角50.5°、局部53°的高陡边坡。为回收端帮残存矿石,关键因素是防止边坡的坍塌破坏。文中在对边坡岩体性质和节理裂隙分析的基础上,利用极限平衡原理对边坡的稳定性与爆破振动的关系进行了分析,确定了边坡潜在的破坏模式。根据聚能射流原理,提出了通过大孔径聚能预裂爆破两阶段降低爆破地震效应,保证生产过程中边坡安全的方法。

双向聚能预裂爆破切割器的研制与应用

为解决普通线性聚能切割器所用炸药等问题不能满足工程中预裂和光面爆破的要求,研究了一种双向聚能预裂爆破切割器,采用廉价的低爆速工业炸药为主装炸药,以两条高爆速炸药条带动主装炸药爆轰,使主装炸药产生聚能爆轰波,利用聚能爆轰波和聚能装药的双重聚能效果产生强烈的聚能气体或金属射流。依据这种设计思想制造出以工业炸药为主体的双向聚能预裂爆破切割器,可用于预裂、光面爆破与岩石切割等。现场试验表明,双向聚能预裂爆破切割器使用方便,爆破效果显著。

顶板深孔聚能爆破卸压护巷工艺

王坡矿3306运输顺槽在3308综采工作面回采动压影响期间,出现了两帮强烈挤压、顶板破碎下沉和底板底鼓的全断面变形。为减小3308回采工作面对留用巷道的有害变形,避免留用巷道围岩剧烈变形破坏后进行二次维修,在3308回风顺槽顶板采用了深孔聚能爆破预裂卸压技术。FLAC^(3D)模拟表明采取切顶措施后,靠近上端头区高应力区范围及高应力集中系数呈现明显缩小态势,留巷煤柱顶、底板岩层中垂直应力峰值降幅均大于20%,窥视表明岩体向上10~25m范围内均产生较为明显的纵向爆破裂隙,现场实测表明预裂后煤柱顶底板及两帮累计移进量分别降低降低60%、40%,顶底板变形速度下降44%。