立井爆破效果预测及模糊综合评价

为了预测立井爆破效果以优化设计参数,确定以影响立井爆破效果的10个设计参数及"循环进尺、炮孔利用率、平均单耗、超欠挖量、周边孔眼痕率"5个效果参数作为输入、输出层样本,建立基于BP神经网络的立井爆破效果预测模型。结果表明:各参数的预测误差大多控制在5%以内,模型能够较好地达到预测目的;为了对预测结果进行定量化评价,以"炮眼利用率、炸药单耗、超欠挖量、周边孔眼痕率"作为评价指标,建立模糊综合评价模型并应用于白家宫2#副井中,评价结果与现场实际情况一致,达到了定量化评价的目的。将二者结合应用,对于优化立井爆破设计参数具有重要作用。

立井爆破振动对冻结管损伤数值模拟研究

针对立井爆破开挖扰动下冻结管损伤测试的难题,以兖矿集团万福矿风井掘进工程为背景,采用数值模拟方法建立合理的物理模型,施加等效载荷实现了立井爆破冻结管的响应振速特征提取。通过损伤概率诊断方法,获取了冻结管不同方位的损伤概率分布情况。结果表明:冻结管在不同方向损伤概率具有显著差异,在同一爆心距处损伤概率大小表现为迎爆面中心>垂直面中心>背爆面中心。影响冻结管性能的振速值均大于8 cm/s,冻结管周围1.5 m范围内迎爆侧是围岩损伤监测和控制的重点区域。

冻结立井爆破井壁振动与围岩损伤控制研究

为解决冻结立井爆破产生的井壁振动及围岩损伤难题,实时监测井壁振动并拍摄爆破后的冻结壁成型图像;通过可调品质因子小波变换(TQWT)算法实现了井壁振动信号特征的精细化提取,利用主动轮廓模型(ACM)、随机森林算法(RFA),分析切缝药包控制爆破围岩成型效果,并实现不同爆破条件下围岩图像的特征辨识和科学分类。研究表明:通过爆破参数优化可有效减小井壁振动并降低围岩损伤;切缝药包控制爆破具有减振、护壁、降损的效果,且岩石坚固性系数越高,切缝药包爆破应用效果越优。

煤矿立井爆破信号趋势项和噪声消除方法

为消除深立井大药量爆破时近区信号中包含的趋势项对信号有效信息提取的干扰,利用完备总体平均经验模态分解(CEEMD)将立井爆破信号分解为10个固有模态分量及1个残余分量,通过人为判别去除信号趋势项中的低频分量,根据主要分量自相关(AC)波形特征判别出信号高频噪声分量;采用快速独立成分分析(Fast ICA)实现盲源分离并重构实现了信号趋势项消除;通过原信号和消除趋势项信号的希尔伯特时频谱对比,验证了组合方法的有效性.结果表明:组合方法能有效去除爆破信号中包含的趋势项成分,避免对信号主频峰值的误判,可用于批量爆破信号主频特征识别和信息提取前的预处理,是一种相对保幅的趋势项消除方法.

煤矿冻结立井爆破雷管微差延时识别研究

以兖矿集团万福煤矿主立井掘进工程为背景,提出了新的井筒爆破振动监测方法。并在阐述固有时间尺度分解(ITD,Intrinsic Time-Scale Decomposition)分解和小波信号抑制理论基础上,对采集到的爆破振动信号进行了雷管微差识别。结果表明:组合方法能够精确识别出立井掘进中雷管实际起爆时刻,获取各段别雷管实际微差延时间隔。同时,提高低段别雷管精度并适当延长其起爆时差很大程度上可以防止振动波的叠加。

基于HHT方法的煤矿深立井掘进爆破振动信号分析

爆破振动信号分析是爆破参数确定的重要依据。以潞安古城煤矿桃园进风井掘进工程为背景,对立井掘进施工过程中井壁振动信号进行了HHT分析。对爆破信号进行EMD分解,得到信号的各IMF分量,对主分量信号进行Hilbert变换并求取包络线,准确识别出立井爆破雷管实际微差间隔时间并获得信号的Hilbert时频谱。分析表明:HHT方法自适应性强,适合于对立井爆破信号进行精细化特征提取。

立井冻土掘进爆破技术的研究与应用

崩落爆破通常承担整个立井冻土掘进爆破40%～60%的破土量。宽孔距崩落爆破能够增加自由面的有效利用、增强自由面应力波的反射拉伸作用和消除或减小冻土中的应力降低区。在理论分析的基础上进行冻土爆破漏斗模型试验,综合考虑爆破漏斗体积和爆破后两炮眼间最大凸量,初步认为炮眼密集系数m=1.5左右时较为合理。结合立井崩落炮眼成圈弧形布置和冻土所受夹制作用相对较大的特点,建议应在此基础上适当降低立井冻土崩落爆破炮眼密集系数,这在进一步的工程实践中得到了验证。

立井深孔爆破的若干技术问题

以掏槽和光爆为主 ,就立井掘进深孔爆破中诸如炮眼深度、掏槽形式和掏槽参数、周边光面爆破参数和光爆装药结构、电磁雷管起爆系统等若干技术问题进行了探讨 ,提出了相应技术观点 :较优的掏槽方式是两阶同深筒形直眼掏槽和孔内分段直眼掏槽 ;

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。

立井深孔直眼掏槽大直径中心空孔作用分析和参数计算

为提高立井基岩段掘进爆破效率,改善破碎块度,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,探讨深孔直眼掏槽大直径中心空孔的作用机理。理论研究表明:空孔为装药掏槽炮孔提供了一个与其相平行的辅助自由面和破碎岩石的补偿空间,加大了爆炸应力波的反射拉伸作用,空孔的存在造成了槽腔岩石中的拉应力集中,从而增大了岩石中的拉应力作用强度,引起槽腔中裂隙的进一步扩展延伸,使槽腔内岩石的破裂和破碎更充分。数值模拟结果进一步验证了大直径中心空孔所具有的应力叠加和反射拉伸作用。在此基础上,对空孔与装药孔间距的合理取值进行了理论分析计算,中心空孔应处在掏槽孔形成的爆破裂隙区之内,并选用较大的松动爆破作用指数进行设计。

立井直眼筒形掏槽大块形成机理探讨

通过对直眼筒形掏槽爆破破岩机理的理论分析认为：在岩石条件和装药条件一定的情况下，影响槽腔内爆破大块的主要原因是相邻爆炸应力波的相互作用造成无拉应力区及拉应力降低区和孔间贯通裂隙导致爆炸能量过早逸散。