煤层自燃防治与高温爆破安全技术中的若干力学问题

煤层自燃已经是我国大规模煤矿开采不可回避的问题。在高温环境下的煤矿爆破开采,既涉及到爆破的高温环境也需要改进高温爆破技术,其中认识高温爆破中的工程规律,是解决高温爆破技术的关键。首先对煤层自燃的条件进行了量纲分析,说明了煤层中裂隙对流比热传导更容易诱发煤层自燃;煤体中的破裂场、气流场是煤层自燃的条件,单纯封堵裂缝隔绝空气的方法有短期效果,但地质体因煤层燃烧力学特性改变产生变形和破裂后,会死而复燃。讨论了井工开采诱发煤层自燃的机理以及相关科学问题,对井工开采分析了采空区上方冒落带、破裂带、沉降带与煤层自燃的关系,提出了地表长期封闭覆盖与自适应循环注水相结合的综合灭火方法。进而分析了露天矿开采高边坡稳定性与煤层自燃环境的关系,边坡开挖引起山体变形、开裂,形成破裂场是产生煤层自燃的基本要素。最后,分析了深孔爆破中,爆破技术可靠性中涉及的科学问题,介绍了利用循环水降温的方法。

露天煤矿高温爆破施工工艺与组织管理

为了安全高效地实施高温爆破作业,对高温爆破的安全保障措施、施工工艺流程和现场组织管理进行了研究和分析。首先,通过综合分析煤层自燃露天矿山地质条件、开采成本、施工效率、爆破器材性能等因素,提出从控制高温爆破环境、提高爆破器材耐热性能和优化爆破施工工艺三个方面共同构筑防火墙保障施工安全;其次,分析了高温爆破作业的施工工艺流程,其核心一是要进行大量的专项准备工作,并将爆破工艺环节中的警戒和联网前置以便缩短爆破器材留置在高温炮孔中的时间,二是抓好联网和装药两个重要工艺并明确操作标准和质量标准;最后,将安全保障措施和施工工艺要求落实到现场组织管理中并可靠执行。实践表明,通过规范化的安全措施、施工工艺和组织管理,能够实现安全高效的高温爆破作业。

薄壁管高温爆破试验装置研制及应用

为获得燃料组件及燃料相关组件用包壳管的高温爆破性能,研制了薄壁金属管高温爆破试验装置,主要由高压气源单元、试验气氛单元、加热单元、试验台架及测控单元组成。该装置可实现的最高试验温度为1 200℃、最高升温速率为10℃/s、最大试验压力为100 MPa;可完成压水堆运行工况下的等温高温爆破及模拟事故工况下的瞬态加热高温爆破两种试验。利用该装置完成了316L不锈钢薄壁管的瞬态加热高温爆破试验,获得了600~1 200℃、升温速率为5℃/s条件下的高温爆破强度(极限环向应力)和周向延伸率数据。试验装置的验证及不锈钢薄壁管的高温爆破试验表明,研制的薄壁金属管高温爆破试验装置满足试验要求,试验灵活方便、控制精度高。

普通导爆索在高温爆破中的应用

本文叙述了导爆索在高温炮孔受热后的感度变化,测定了导爆索受热后的爆速和对防自爆药包的起爆能力,对普通导爆索用于高温爆破进行了论证。

高温爆破中不可逆起爆网路的应用研究

为了避免高温爆破早爆事故的扩大升级,对不可逆起爆网路进行了研究和分析。首先,分析高温爆破作业安全对起爆网路的功能要求,提出并定义了不可逆起爆网路;其次,通过起爆网路器材选型和起爆网路传爆属性分析,优选并推荐使用"四通连接大把抓复式起爆网路"和"雷管孔外接力逐孔起爆网路"两种不可逆起爆网路;最后,合理应用不可逆起爆网路,将爆破工艺流程中的警戒和联网工序前置,缩短爆破器材在高温炮孔中的留置时间。实践表明:不可逆起爆网路能够有效避免高温爆破早爆事故的扩大升级,有利于灾后盲炮的处理。

涂层及热处理对不锈钢薄壁管高温爆破性能的影响

为研究压水堆及超临界水冷堆失水事故工况下堆用不锈钢薄壁管的高温爆破行为及涂层与热处理对高温爆破性能的影响,利用自行研制的高温爆破试验装置,开展了316L不锈钢原始管、热处理管及涂层管在模拟失水事故温度条件下的瞬态加热高温爆破试验,获得了3种不锈钢样品管在600~1200℃、升温速率为5℃/s条件下的高温爆破性能数据及爆破强度和周向延伸率随温度的变化关系,并对破口形貌和微观组织进行了观察分析。结果表明:涂层制备时的热处理温度是高温爆破强度降低的主要影响因素,而涂层本身对高温爆破强度几乎没有影响。

高温爆破法在鼓风炉清壁中的应用

本文简要介绍了高温爆破法和爆破弹在鼓风炉清壁中的应用及效果。

炸药热感度测试方法的应用价值及其对高温爆破的启示

论述了高温爆破存在的问题及炸药的热感度测试方法,通过分析每种炸药的热感度测试方法,探讨其应用价值,然后得出其对高温爆破的启示。结果表明:炸药热感度测试方法各有优缺点,需要改进,烤燃弹试验能够较好地模拟高温炮孔中炸药的状态。

远程控制装置在火区高温爆破中的应用

为了提高煤矿火区高温爆破的安全性,采用远程控制装置进行装药施工。结果表明:远程控制装置可在远程控制一次性完成下放导爆索、装药、堵塞工作(危险时段),装置中的钢管以及容器底部少量的堵塞物能防止雷管爆炸产生的能量与冲击波引爆容器内部的炸药,另外,开关网路可使所有炮孔同时完成下放导爆索、装药、堵塞的工作,使整个炮区中在最短时间内完成装填工作并引爆炸药。远程控制装药施工方法使施工人员远离高温火区,在实际应用中操作简便,克服了传统高温爆破工艺限制炮孔孔数的不足,能够对高温火区进行大规模爆破,从而提高矿山剥离挖运效率,并提高高温爆破的安全性。

露天开采高温爆破钻孔液态CO_2快速降温试验研究

为提高露天开采过程中高温钻孔爆破的安全性,加快高温区域剥离速度,采用现场试验的方法,研究了液态CO_2对高温爆破钻孔的降温规律,证实了采用液态CO_2对高温爆破钻孔降温的可行性。试验同时向8个钻孔灌注液态CO_2,灌注时间为8 min,钻孔平均灌注量为0.32 m^3。试验钻孔深12 m,孔径为140 mm,初始温度在50~120℃之间。试验结果表明:液态CO_2对单个钻孔有明显的快速降温效果,降温后钻孔温度从0℃回升至50℃用时15 min以上,满足安全爆破的时间要求;多孔同时进行降温时,受钻孔初始温度及孔内形成干冰的影响,各钻孔温度从0℃回升至50℃的安全爆破时间段不重合,难以满足同时装药、起爆的要求。应针对钻孔的不同情况,进一步改进液态CO_2钻孔降温工艺。

基于鱼骨图模型的露天煤矿高温爆破施工安全研究

为了避免高温爆破施工中的早爆误爆事故,利用鱼骨图模型对施工安全进行了系统研究和分析。首先从"人、机、料、法、环"5个方面充分识别风险因素,接着分析事故发生途径,事故是众多因素共同作用的结果,最后研究风险控制措施,提出从控制装药的高温环境、提高爆破器材的耐热性能和完善施工技术管理措施3个方面共同构筑安全防火墙体系。实践表明,利用鱼骨图模型进行风险识别和风险分析,并按照避免重复投入的原则组合使用一系列风险控制措施,实现了高温爆破施工安全、成本和效率的统筹协调。

基于PDCA循环的高温爆破技术

为确保在高温火区安全爆破的前提下,进一步增加高温火区爆破作业规模,稳步提升露天煤矿岩石剥离作业进度,结合宁夏大石头露天煤矿爆破现状,针对降温效果、孔内积水、炸药选择等进行深入研究。将PDCA循环安全管理与布孔钻孔、信息化测温、炮孔降温等进行有效结合,准确掌握了高温区分布情况,制定合理的降温方案;并针对裂隙区炮孔升温反弹等现象研究制作高温隔热护套,对炸药和起爆器材进行绝热保温,并在实践过程中使用反程序高温爆破,实现了高温火区安全高效爆破。实践证明,基于PDCA循环的高温爆破技术安全可靠,成本低,效率高,可在今后类似工程中推广应用。

高温爆破中自适应型耐温护筒炸药设计

为了保障露天煤矿高温爆破施工的安全,设计了一种自适应型耐温护筒炸药。首先进行了耐热防护结构的设计,即在柔性耐温隔热护筒中不耦合装填炸药卷并在间隙内充填水凝胶,实现外层护筒先隔热,内层水凝胶再吸热的热防护机理;其次,在护筒上部布设自动泄压孔,通过装药时自适应型耐温护筒炸药间的挤压使多余水凝胶从泄压孔挤出,实现内部装填炸药卷间距的自动调节;最后,进行投掷实验、传爆实验和工艺实验,论证设计方案的可行性和可靠性。实践证明,所设计的自适应型耐温护筒炸药能够满足高温爆破安全、高效施工的要求,值得推广应用。

粉状乳化炸药与改性铵油炸药高温爆破安全性对比分析

为解决露天煤矿高温爆破难题,目前爆破安全规程对于高温爆破在施工组织、技术措施方面都有相对具体的要求;而对于爆破器材的选用,只规定"高温爆破温度低于80℃时,应选用耐高温爆破器材",没有明确具体炸药品种。通过对粉状乳化炸药与改性铵油炸药的配方、生产工艺及性能方面对比分析,得出粉状乳化炸药性能相对稳定,安全性较高,建议作为高温爆破首选炸药。

发动机高温爆破试验研究

本文提出了一种新型复合试验方法——高温爆破试验,主要应用于复合材料发动机试验领域。通过对发动机模拟件进行试验,可获得复合材料在高温下的力学性能。在高温下,复合材料发动机主要是粘接剂和复合材料的软化造成材料力学性能下降,通过高温爆破试验获得材料性能随温度变化的规律,对发动机设计提出了指导意见。

高温爆破清除炉结新技术

高温爆破清除炉结新技术一种应用于冶金行业，可快速清除大型炉窑炉结的“高温爆破”新技术，在湖北大冶有色冶炼厂开发成功，受到国家有关部门的重视与好评。大冶有色冶炼厂炼铜反射炉，炉床面积达２７０ｍ２，经过一年生产后，炉床就形成近一米厚，重达千吨的铜质炉结，...

露天煤矿高温爆破技术研究

本研究旨在探讨露天煤矿高温爆破技术的发展趋势和关键问题,以提高矿山爆破效率。文章首先介绍了露天煤矿的背景和高温环境下的挑战,随后深入探讨了高温爆破技术的现状和研究动态。通过实验数据和案例分析,详细阐述了高温爆破技术的应用效果,并提出了未来研究方向和建议。本研究的目标是为煤矿爆破领域的从业者和研究人员提供有价值的参考,以应对高温环境下的挑战,提高煤矿生产的效率。

浅谈煤矿灾害治理中高温爆破方法与安全技术措施的应用

高温爆破是煤矿灾害治理及部分露天煤矿采掘过程中的重要工作内容,其爆破应用已经引起了广泛的关注。新疆阜康西沟煤矿为井工矿,已有40多年的开采历史,矿区范围内地表采空区塌陷坑、缝隙、着火点及火山岩随处可见,煤层露头煤长期自燃氧化,地面裂隙向井下采空区不断供氧,引起井下工作面时常着火,严重威胁矿井下阶段开发建设。为保障矿井下一步开发建设,避免采空区残煤自燃发火引发更大规模火灾,同时本着保护资源、治理环境的原则,采用爆破剥离对该矿采空区、自燃发火区、塌陷坑等灾害隐患进行治理,开挖爆破中剥离层由于存在着高温,需要对高温孔进行处理再进行爆破。基于这一背景,将对工程中高温火区特点、爆破方法、安全技术措施以及在煤矿灾害治理中的应用论述,为煤矿灾害治理提供参考。

高温控制爆破工艺及新型隔热材料的试验研究

通过现场和室内实验,着重研究了高温控制爆破过程中容易出现安全问题的爆破器材的隔热保护、起爆网络的可靠性和爆破产生的振动冲击的控制。推荐了被爆体在不同温度条件下应采用的新型隔热材料及装药结构,同时给出了施工过程中避免拒爆的方法及控制爆破产生的振动冲击对被保护对象 (如炉衬、炉皮和支撑轴承等 )危害的具体措施。

聚能隔热药包爆破高温烟尘结焦实验研究

文章介绍了利用聚能隔热药包爆破清除结焦的方法。通过室内实验,研究了爆破器材的隔热保护问题,确定了药包隔热材料的参数,并根据现场烟尘结焦爆破的情况制作了适合的隔热药包,取得了满意的爆破效果。