爆破冻结管注浆加固井筒围岩的技术研究

井筒施工过程中遇到特殊含水层,利用冻结管注浆加固井筒围岩施工费用高、工期长、程序复杂,对此,采取煤矿3级水胶炸药爆破冻结管注浆加固围岩。通过理论计算,确定爆破冻结管用药量;采用自制爆破容器,经地面现场实验,并在井筒后期治水施工中应用,成功地在设计位置爆开冻结管并加固井筒围岩,从而极大地缩短了冻结管注浆工期,减少了地面割管注浆的成本及费用,简化了施工程序。

立井冻结黏土爆破对井壁的振动影响研究

立井采用冻结法施工时,冻结黏土爆破产生的振动易引起井壁破裂,从而造成安全事故。以赵固二矿立井冻结黏土爆破掘进工程为背景,运用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件建立模型,研究不同掏槽药量、地应力条件、中空孔数量工况下爆破振动对井壁产生的影响。结果表明:井壁测点振速与掏槽药量成正比,掏槽药量从16 kg增加至64k g,振速从9.53 cm/s增加至35 cm/s,增大了3.67倍;中空孔可减弱爆破冲击荷载对井壁的振动影响,且井壁振动速度与中空孔半径成反比;地应力在1~3 MPa变化时,井壁振动速度与地应力成正比。现场爆破方案数值模拟得出:采用1,3,4,5段电雷管毫秒延时爆破时,冻结黏土爆破产生的应力波主要沿井壁竖向传递;4段辅助孔爆破对井壁的振动影响最大,约为5段周边孔爆破的3.5倍,在距离掘进面13.3 m处,4段辅助孔产生的拉应力最大为0.425 MPa,不会对井壁混凝土结构产生破坏。分析方法和研究结果可为同类型条件深大立井冻结黏土爆破施工提供参考。

乳化炸药塑料管抗压装药结构在立井冻结段爆破中的应用

乳化炸药具有良好的抗水、抗冻性能及较强的爆破威力,已广泛应用在煤矿立井冻结段掘进爆破。但由于乳化炸药的压力减敏作用,常出现拒爆现象,严重影响了爆破安全和爆破效果。本文根据立井冻结段爆破施工中的拒爆特点,分析了可能产生拒爆的三个原因,并通过试验证实了拒爆的主要原因是炮孔中水结冰、体积膨胀而引起的乳化炸药的静压减敏作用。因此采用抗压塑料管空气不耦合装药或耦合散装药,先经地面模拟试验,并优化了爆破设计参数,应用于实践取得了良好的爆破效果。

立井基岩冻结段爆破用抗冻水胶炸药的研究

针对煤矿立井基岩冻结段爆破用水胶炸药无法起爆和传爆的问题,通过理论计算和实验分析了水胶炸药中外加铝粉量对爆轰参数和抗冻性能的影响,当外铝粉量为4%时,所制得的炸药在-22℃低温环境下冷冻20h后,测得爆速达到3185m·s-1,在立井冻结段工程爆破中应用,炮眼利用率大于90%,该炸药具有较好的耐低温性能,值得推广应用。