Research on the control technology of medium-length hole blasting fragmentation in underground mine

The scalloped medium-length hole blasting mining method used in Dahongshan Copper Mine accounted for more than 61%of the total amount of mining,but the large boulder yield restricted the intensity of ore supply for mines,and the average boulder yield was as high as 22.7%.In order to develop the mine production efficiency,the circular medium-length hole blasting technology was proposed and field tests were carried out.The test results showed that circular medium-length hole blasting mining can reduce the average boulder yield to 10.3%.Compared with the traditional scalloped medium-length hole blasting mining,the average boulder yield was decreased by 12.4%.The daily yield of ore for the panel on duty was increased by 152.29 t,and the growth rate was 51.1%.The new technology can reduce the time for the handling of boulder and the consumption of explosives and detonators for recrushing,and increase the efficiency of mining while reduce the mining cost,which has received good blasting effects.

厚冲积层薄基岩条件下采动井稳孔工艺与应用

以平煤股份八矿煤层气采动井01井为研究对象,借助钻井窥视仪获取了不同层位的套管变形破坏特征,分析了导致套管变形的主要影响因素。在此基础上,设计了基于“抗、让、防”稳孔工艺的井身结构和稳孔措施,并对同一井场的05井应用。结果表明,同产气周期下,基于稳孔工艺设计的采动井套管完整度高、变形小、产气量稳定。此稳孔工艺可为相似地质条件下的采动井井身结构设计提供经验参考。

基于孔间直流电透视的煤层底板采动破坏电阻率时移变化规律与机理

煤层采动过程中,底板应力状态的改变会产生变形与破坏,而不同煤层采动过程中底板破坏具有一定的规律。目前基于直流电阻率法的煤层底板水害监测主要集中于底板变形与破坏的电阻率响应特征上。为了研究工作面回采过程中煤层底板的电性时移变化特征,采用孔间直流电透视观测系统和时移电阻率反射系数法,通过数值模拟和现场试验揭示了煤层底板采动破坏电阻率时移规律。首先,针对典型地电模型,对比单独反演和时移电阻率变化率的结果,验证了孔间直流电透视时移方法的可靠性。然后,针对煤层底板采动破坏,分析了采动过程中底板承压水导升与底板破坏带的电性响应规律与特征,并讨论了时移电阻率反射系数确定煤层底板破坏深度的可行性,为野外施工提供理论依据。最后,通过现场监测试验,获得工作面回采过程中煤层底板的电性变化特征,并采用时移电阻率反射系数R确定了工作面底板岩层的破坏深度为15 m。结果表明:利用孔间直流电透视法获得的煤层底板采动破坏电阻率时移特征可在一定程度上消除了监测数据中的地层因素和随机噪声影响,且时移电阻率反射系数可用来确定煤层底板破坏深度。该方法将探测目标从单一的研究地质异常转换到对煤层采动过程中工作面底板破坏的全生命周期动态监测,进而实现了工作面底板结构破坏的精细刻画。

山西五家沟煤矿深孔强制放顶爆破方案设计

本文通过对山西五家沟煤矿回采工作面工程概况和地质水文状况进行分析,应用深孔爆破强制放顶技术原理,合理设计出该矿回采工作面的深孔爆破方案,后期又设计出新型分段式装药爆破试验方法,为安全高效地完成该矿的生产任务提供了有力的技术支持。

煤层群叠加开采覆岩裂隙演化及卸压瓦斯抽采研究

针对采动裂隙带卸压瓦斯抽采效果不佳导致的工作面上隅角瓦斯超限的问题。以赵家寨煤矿11210工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验方法,研究了煤层群叠加开采对上覆岩层采动裂隙的演化特征,并通过现场验证确定了瓦斯抽采的最优层位。结果表明:煤层群叠加开采过程中,在卸压区域外,形成了较大的应力集中,在卸压保护范围内,应力集中现象不明显,且应力峰值小于二1煤层原始应力;煤层群叠加开采引起了采场上覆岩层的叠加卸压,使上覆岩层的位移场发生了叠加变化,岩层最大下沉量进一步增加;煤层群叠加开采结束后,采空区上覆岩层中部岩层被压实,两端岩层裂隙较为发育,形成了一定范围的裂隙发育区。通过现场试验,确定了裂隙带定向长钻孔合理层位的选择,并在现场进行钻孔监测,验证了物理相似模拟结果的合理性。

安庆铜矿深部矿体高阶段大直径深孔采矿应用研究

大直径深孔采矿是基于凿岩设备、爆破技术、机械化铲装等多方面技术发展而形成的高效采矿方法。在分析安庆铜矿开采技术现状基础上,阐述了矿山采用高阶段大直径深孔采矿技术的工艺布置。在原浅部采场VCR采矿法的基础上,按照大直径深孔采矿工艺要求对孔网布置、爆破方式、采场边界控制爆破等进行优化,提出了VCR法拉槽侧向分段崩落的回采方式。通过在矿山深部采场应用,取得了采场单日最大出矿量超过900 t、大块率控制在5%以内、充填体混入率小于8%的效益。安庆铜矿的大直径深孔采矿实践证明,该项技术是增加采矿量,扩大回采规模,提高劳动生产率和经济效益的有效途径,为国内外类似矿山应用该方法提供了借鉴。

智能现场混装乳化炸药车研制及工程应用

在矿石开采过程中,爆破工序的作业效率和安全性对于智能矿山建设具有重要影响。为了提升工业炸药现场混装技术的自动化、机械化水平,设计了一款智能现场混装乳化炸药车(简称“智能混装车”),详细介绍了智能混装车的整车结构、工艺原理、关键技术以及现场使用流程,并进行了工程应用。研究表明:(1)智能混装车实现了自动寻孔、遥控对孔、智能装药、故障智能排查、数据远程管理等功能,提升了炸药现场混装技术的自动化、智能化水平;(2)实现了装药参数实时提取,装药密度智能调节,确保炸药密度与岩石破碎能量精准匹配,显著提高了炸药能量利用率;(3)总装药工效(每人每分钟装药量)是普通混装车的2倍,是人工装药的4.7~7.0倍,提高了工作效率,降低了人工成本,整个爆破区域装药人员仅需1人,降低了人员暴露在危险环境的可能性,实现了本质安全。研究成果成功实现了长距离、多方位、多场景露天爆破安全高效装药,有助于提升我国智能化装药技术水平。

深部急倾斜薄矿体中深孔爆破夹制力量化分析

在深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中,由于围岩的夹制力作用,在生产实践过程中往往存在“爆不开”或“爆太开”的情况,从而导致采矿损失贫化大等问题。针对某矿山的开采技术条件,基于PFC 2D数值模拟软件对深部急倾斜中深孔爆破过程进行数值模拟,量化分析深部急倾斜薄矿体中深孔爆破过程中有无围岩夹制力对爆破效果的影响,确定炮孔直径为65 mm,排距(抵抗线)为1.6 m。现场应用表明:爆破后效果良好,大块率较低,矿石贫化率为15%,采矿损失率为5%,炸药单耗为0.6 kg/t,数值模拟结果与现场爆破效果相近,相应的爆破参数可指导现场生产。

孔巷联合并行电法超前探测技术研究

巷道掘进是矿井生产的重要环节,也是矿井水害预防的最前沿阵地,有效的做到掘进迎头前方地质异常超前预测预报是实现巷道安全掘进的基础。考虑到巷道超前探测方法在各个方面的条件限制,结合矿井钻探与物探的优势,在钻孔和巷道内布设电极测量迎头前方区域地电场响应特征,同时开展孔巷联合并行电法超前探测的有限元三维数值模拟,采用金属球体模拟迎头前方典型低阻异常体,异常区域视电阻率值低于10Ω·m。该方法应用于五沟煤矿1024工作面风巷的实际探测,结果表明:超前探测区域内视电阻率值整体较高,孔底前方30~34m处存在一处明显低阻异常,其视电阻率值低于10Ω·m,后经实际揭露验证,该处较为湿润破碎。

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。

深孔钻探技术在煤矿采空区勘查中的应用研究

深孔钻探技术是当前一种相对较为常见的野外勘查技术,可以借助专业的钻探设备从地表开始向下进行钻探,从而对深层岩层的实物信息进行获取,从而对地下信息进行验证,以此来为其余的工程类项目提供详实的地质信息支持。基于此,为切实提升环境保护质量,保障耕地面积,保证煤矿企业的生产安全。本文将对深孔钻探技术在煤矿采空区勘查中的应用进行研究,以当地安庆煤矿采空区勘查项目为例。

超硬岩露天深孔台阶爆破参数优化研究

为解决在新疆金宝铁矿露天深孔台阶爆破过程中存在的大块率高、留有根底等影响铲装效率与后续生产的问题,通过现场调查统计与分析,摸清大块产出部位,剖析大块产出与出现根底的原因,并提出相应对策。基于矿岩物理力学性质与矿山现有条件,提出针对超硬岩露天深孔台阶爆破的小孔排距爆破方案,对孔网参数及起爆网路进行了优化提升,采用115 mm孔径,孔排距3.5 m×3.0 m、堵塞长度2.5~3.0 m,孔间毫秒延期时间为11、13、18 ms,排间毫秒延期时间为21、29、37 ms。工程实践表明,小孔排距深孔台阶爆破适用于铁矿石等超硬岩的深孔台阶爆破,相比原爆破方案大块率降低约8.7%,爆后无根底,大大提高了露天矿山采剥效率,很好地满足了生产要求。爆破振动速度降幅约为28.1%,减少了对边坡岩体的扰动和破坏。小孔排距深孔台阶爆破在超硬岩露天矿山矿岩采剥中体现了良好的适用性,能够有效减少大块和消除台阶根底,可为露天矿山超硬岩深孔台阶爆破提供借鉴与参考。

采煤沉陷区立体化调查监测技术体系研究

采煤沉陷带来耕地受损、生态破坏和地灾隐患等一系列问题,开展采煤沉陷区调查监测,识别沉陷范围、预测沉陷边界、监测沉陷速率,有利于及时掌握沉陷地类、沉陷机理和稳沉状态,为耕地保护、生态修复及灾害防治等工作提供参考。本文通过合成孔径雷达干涉测量(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)、微动勘探实测数据和沉陷区地层相近区域的地面沉降光纤孔监测数据研究皖北某煤矿沉陷区边界和采空区,结果表明:以10 mm为界线,利用InSAR可以快速划定沉降边界;通过微动勘探实测数据发现1000 m深度煤系地层的横波速度比正常地层低25~50 m/s,InSAR结果也显示该区域出现了地面沉降;分析收集到相近区域12组光纤孔监测数据,77.7~200 m深度段地层为主要变形区域,压缩量约为163.77 mm,数据频率能达到分钟级。由此可见,基于InSAR、微动和光纤孔监测三种方法实现多源异构数据耦合,能够在“高潜水位、中厚煤层、千米以深”的采煤沉陷区达到“由表、及里、实时”的立体化调查监测效果,构建立体化调查监测技术体系存在可行性。

阳山矿区严重漏失垮塌地层钻进工艺及工程实践

严重漏失、垮塌地层快速钻进工艺的研究与应用是当前固体矿产勘查地质岩心钻探亟需解决的问题之一。文章结合甘肃阳山金矿钻探工程实践,针对长孔段的严重漏失、垮塌地层,总结了一套适用于该矿区快速勘探的绳索取心钻进和全面钻进、顶漏钻进工艺,采用水泥临时封堵、套管封堵、扩孔、跟管等方式进行封堵的钻进方法,分析了其应用效果,提出了在该地层钻进的认识与思考,以期为同类型地层钻探提供参考。

红透山铜锌矿浅孔爆破参数优化方案研究

红透山铜锌矿原有的爆破参数已经不再适应当前的机械化开采方案,为了实现安全、经济、高效的开采目标,通过理论分析和现场工业试验相结合,从矿石大块率、凿岩效率、炸药单耗、经济效益等方面对爆破参数进行了优化。结果表明:炮孔三角形排列方式优于矩形,炮孔网度确定为1.5 m×1.3 m,该网度下矿石大块率降低,凿岩效率提高3倍,炸药单耗降低27%,同时提高了经济效益。

大型金属矿山深孔采矿两率指标管控技术创新与应用

石人沟铁矿回采采用深孔凿岩穿孔爆破,原垂直走向布置矿房和沿矿体走向布置矿房在矿房布置和穿孔方式上未按现场变化进行技术优化,导致深孔凿岩过程中未能根据矿体实际产状进行精准调整,造成矿体上盘和下盘矿石严重损失贫化,直接影响矿石两率指标,造成矿山生产成本偏高,使得矿石资源未能被充分利用。对此,技术人员进行矿房设计优化及凿岩施工过程管控,提高矿体内有效凿岩率,避免矿体外凿岩造成的工程浪费,矿体上盘和下盘的损失贫化率近乎于零。结合现场生产实际,精准实施多排毫秒延期爆破技术提高爆破效果,有效控制了大型矿山深孔采矿两率指标,提高了矿山生产效益。

智能采掘装备在阶段空场嗣后充填法中的应用

随着国民经济建设的快速发展,地下矿产资源需求量不断增大,金、银、铜、铁等战略性矿产资源是国民经济的基础。为满足国家工业生产需求,需要提升地下矿山的开采效率,由于阶段空场嗣后充填采矿法便于实现机械化开采,在我国地下矿山得到了日益广泛的应用,但目前阶段其仍然存在关键环节和重点部位用人多、智能化程度较低、安全风险高等问题,如何实现安全、智能、绿色、高效开采是亟需解决的问题。本文详细介绍了采准、切割、回采三个环节智能采掘装备的特点及应用,提出了阶段空场嗣后充填采矿法的智能采掘方案,并已将该技术成功应用于矿山实际生产,实现了凿岩穿孔智能化、天井掘进无人化,对推动我国智能矿山建设提供了重要的技术装备支撑。

南屯煤矿通风阻力测定与分析

为了能够准确获取南屯煤矿通风阻力数据,采用精密气压计逐点测定法,对南屯煤矿中央风井和白马河风井的通风阻力进行测定。通过分析数据,得出中央风井通风系统通风阻力为1238.8 Pa,风阻为0.14 N·s^(2)/m^(8),等积孔为3.17 m^(2);白马河风井通风系统的通风阻力为1390.1 Pa,白马河风井通风系统风阻为0.29 N·s^(2)/m^(8),等积孔为2.22 m^(2),2个风井的通风难易程度均为容易通风。经计算,测定误差均小于5%,满足精度要求,测定数据能够为通风系统阻力优化提供精确数据支持。

可控冲击波煤层增透技术在吉宁煤矿的应用

为降低吉宁煤矿在回采2#煤层期间的瓦斯涌出,增加单孔瓦斯抽采量。吉宁煤矿在2107轨道顺槽和集中胶带大巷区域采用可控冲击波煤层增透技术,采用合理的作业参数,考察可控冲击波在2#煤层的实施效果,以解决吉宁煤矿瓦斯治理难题。结果表明:2107轨道顺槽10个增透钻孔抽采总量为183813.63 m^(3),平均抽采浓度为59.23%,集中胶带大巷6个增透钻孔抽采总量为52672.74 m^(3),平均抽采浓度为43.26%。通过实施可控冲击波增透措施,有效改善了2#煤层的透气性,在一定程度上提高了瓦斯抽采量。

试论深孔爆破成井中VCR法的应用

VCR模式为球形药包垂向漏斗后嵌类矿场技术,地底矿石洞也普及推广使用在天井挖掘作业中。笔者以某露天兼地底采掘金石七十米标高地表废弃石料场景为项目环境,透过实验参数明确爆破工程中的药包最理想埋进情况。生产实际表明,透过使用适度的凿孔设施,适度的先进工艺,VCR模式能够挖掘超高矿井,而且能够保证矿井工程进度。