掘进工作面水环保压聚能定向爆注卸压技术与装置

针对永城市薛湖煤矿局部聚能爆注效果差及未确定局部聚能爆注卸压的影响范围,不能在工作面合理布置聚能爆注孔间距的难题,通过理论分析、ANSYS/LSDYNA数值模拟及工业性试验,设计一种局部水环保压装置,对薛湖煤矿局部水环保压下聚能爆注卸压进行研究与应用,结果表明:(1)通过ANSYS/LSDYNA发现,水的低压缩性能够聚集炸药爆炸的能量,煤体损伤范围显著增大,水介质耦合时煤体完全损伤范围为空气耦合时的3.14倍;水介质耦合时煤体损伤裂纹长度范围为空气耦合时的2.71倍。水介质使聚能炸药能量均匀作用在煤体上,减弱聚能管的定向作用,钻孔周围裂隙均匀发育扩展,无定向裂隙扩展,通过在水介质和钻孔壁间设置聚能管能够有效聚能和定向扩展裂隙。当炸药处于钻孔、水体中心时,煤体裂隙扩展、爆注空腔面积均优于炸药处于钻孔、水体下部时。(2)水环保压装置使炸药始终处于钻孔、水体中心,环向约束炸药,减少炸药爆炸径向能量损失,增强炸药作用于煤体上的能量。水环保压装置内部设置聚能槽,使得存水保压、聚能一体化,起到有效的聚能定向卸压作用。(3)通过工业性试验对比聚能爆注前后钻孔内的瓦斯参数变化,得出薛湖煤矿局部水环保压下聚能爆注影响半径为2.5 m;在薛湖煤矿工作面以钻孔间距5 m布置局部水环保压聚能爆注孔,煤体局部裂隙扩展,集中应力得到转移与释放。通过爆注后的水环保压装置向煤层中注水,使得爆注孔变为煤层注水孔,可以进一步浸润煤体,改变煤体性质,改善工作面环境。由于水环保压聚能爆注技术存在爆破空腔面积大、定向聚能扩展裂隙及注水改变围岩性质的优势,可将此技术用于切割顶板,强制放顶。

舟山8400万方矿岩爆破工程设计与施工关键技术

8 400万方矿岩爆破工程是舟山绿色石化基地建设的关键性工程,为解决大体量、高强度的矿岩爆破,通过合理设计爆破参数,综合运用基于航测技术的无人机调度指挥系统、螺旋管药包聚能爆破技术及复合消能爆破减振技术,极大地提高了矿山生产和调度管理水平,有效降低了钻孔和根底处理施工成本,保证了爆区周边设施的安全,取得了显著的经济和社会效益,对类似大规模矿岩爆破施工具有借鉴意义。

深孔爆破预裂厚硬顶板在沿空留巷中的应用

为了解决传统爆破卸压过程中造成的破碎区范围深度浅、范围广的问题,提出了聚能爆破切顶卸压的方法,利用数值模拟软件对聚能爆破的炮孔间距、炮孔直径、径向不耦合系数等参数进行了研究,最终确定最佳炮孔间距为1.2 m、炮孔直径为70 mm、径向不耦合系数为1.6。对模拟结果进行工业化试验发现,经过聚能爆破,巷道顶板下沉量及两帮移近量有了明显的降低,达到了弱化顶板的目的。

建庄矿业工作面见方区段预裂爆破卸压技术研究

针对建庄煤矿4-2302工作面矿压显现剧烈的问题,结合采场覆岩承压拱力学模型和煤岩钻孔柱状综合确定了爆破卸压技术应根据主关键层(厚度17.19 m,位于4-2号煤层上方70.50~87.69 m)与上部2个亚关键层(分别位于4-2号煤层上方55.34~61.79 m和34.20~43.62 m)进行设计,并基于采场覆岩承压拱结构研究了见方区段倾向深孔预裂爆破方案和邻空巷道煤柱侧聚能爆破方案,通过2种爆破卸压技术现场结合应用,有效控制了4-2302工作面矿压显现,现场应用效果良好。

低透气性煤层深孔聚能爆破增透技术及实践

针对松树镇煤矿低透气性煤层瓦斯抽采率低的问题,在矿井瓦斯地质研究基础上,分析了聚能爆破煤体致裂机理,将爆破裂隙划分为粉碎区、裂隙发育区和裂隙扩展区,同时对爆破钻孔、装药及封孔工艺进行了设计,并现场应用了深孔聚能爆破增透技术。结果表明,聚能爆破后抽采钻孔平均瓦斯浓度是爆破前的1.70～3.21倍,爆破影响区平均瓦斯体积分数均值为11.26%,是非影响区的2.21倍,而且装药长度越大,爆破增透效果越显著。

不耦合定向断裂爆破试验研究

采用小比例水泥砂浆模型试验与现场试验相结合的方式对聚能管不耦合装药定向断裂爆破进行研究。模型试验结果表明,当径向不耦合系数1.20,轴向不耦合系数1.75时,水泥砂浆试块定向断裂效果显著,主裂纹明显,无次生裂纹产生。根据模型试验结果进行了双向不耦合边坡定向断裂爆破现场试验,结果表明:采用双向不耦合聚能管装药减小了装药总量,提高了炸药能量的利用率;同时,聚能管爆破半眼痕明显,断面平整光滑,减小了后期边坡处理的工作量,降低了支护费用。试验结果可对进一步完善定向断裂爆破技术提供借鉴。

煤层深孔聚能爆破增透技术的应用

为有效提高低透气性煤层瓦斯抽采率，基于平煤十矿矿井瓦斯地质条件，以戊8．9--20230工作面为例，试验了煤层深孔聚能爆破增透技术，并进行增透效果考察。结果表明：深孔聚能爆破增透后，单孔抽采瓦斯体积分数为爆破前的1．55～2．72倍，爆破影响区抽采瓦斯体积分数增幅达37．64％；而且随着爆破作用次数和装药长度的增加，爆破影响区瓦斯抽采效果更加显著。

低透气性煤层深孔聚能水压爆破增透瓦斯抽采技术

针对高瓦斯低透气性煤层抽采率低、普通深孔爆破效果差的技术难题,提出了深孔聚能水压爆破增透技术,分析了深孔聚能水压爆破增透的4个关键技术:钻孔定向保直钻进、超长距离输药、双液浆固结封孔和双雷管双导爆索正向起爆。在东保卫煤矿41煤层的现场试验表明:深孔聚能水压爆破与普通深孔爆破相比,煤层透气性系数增大了4倍,瓦斯抽采率提高了15%,瓦斯压力由1.28~2.12 MPa下降到0.47~0.63 MPa,煤层瓦斯含量减少为4.8~5.8 m3/t,工作面推进度提高了45%,为提高低透气性煤层的瓦斯抽采率提供了有效的技术途径。

大断面岩巷中深孔爆破快速掘进技术应用

通过推行直眼中空四角柱式掏槽技术、多向聚能爆破技术、新型定向断裂巷道轮廓成形控制技术等一套坚硬围岩中深孔爆破技术,巷道成形效果和围岩稳定性明显增强,循环进尺和掘进效率显著提高,实现了全岩巷道的快速掘进,有效缓解了矿井单一煤层采掘接替紧张局面,对高产高效矿井建设和提高经济效益具有重要作用。

圆形罩线形聚能装药的理论研究

利用流体对刚性壁面斜冲击的研究方法 ,对一端起爆的圆形罩线形聚能装药进行了分析。参照经典射流理论 ,对楔形和圆形罩两种线形聚能装药在射流形成的机理上作了对比。对比结果表明 ,楔形和圆形罩线形聚能装药两者各有优劣。此外 ,通过试验 ,对两种药形罩的切割效果进行了比较。从试验结果可以看到 ,在本研究确定的试验条件下 ,圆形罩优于楔形罩。

综放工作面聚能爆破切顶卸压护巷技术应用

为保证镇城底矿28116工作面南一下组回风下山的稳定,基于切顶卸压护巷技术,分析了工作面切顶卸压前后的巷道受力情况,提出了针对巷道顶板进行切顶卸压,切断悬臂梁结构,防止应力传递到巷道中;并根据工作面具体参数确定了聚能爆破炮孔布置位置及爆破技术参数,共确定聚能爆破孔170个,辅助孔169个;在现场作业时,采用了锚索补强支护,切顶卸压后并针对南一下组回风下山顶巷道变形量及顶板离层量进行了监测,结果表明:变形量较小且可以保证南一下组回风下山巷道安全稳定。切顶卸压技术有效地提高资源回收率,为矿井带来更大的经济效益和安全效益,为类似矿井工作面提供了借鉴经验。

深部高应力大断面岩巷快速钻爆成套技术

为克服深部高应力坚硬围岩条件下的巷道快速钻爆难题,以现代爆破理论、断裂力学、岩体力学为基础,提出一整套深部巷道坚硬围岩快速爆破技术,实践表明:该套技术的应用,大大减少了钻孔数量,提高了巷道成形效果和围岩稳定性,提高了炮眼利用率和岩石破碎质量,增加了循环进尺和掘进效率,减少了支护和爆破材料消耗,实现了深井高应力全岩巷道的快速钻爆。

南公1水电站溢洪道保护层开挖孔底消能-聚能结构优选研究

岩石基础的开挖成型质量对工程建设及运行安全有着重要影响。基于老挝南公1水电站溢洪道保护层开挖,在现场开展了不同消能-聚能结构的爆破试验,结合试验数据研究了孔底不同消能-聚能结构对开挖成型效果的影响。结果表明:相较于“铁精粉+松砂垫层”的消能-聚能结构,“铁球+松砂垫层”的消能-聚能结构能够获得更加平整的建基面;“铁精粉+松砂垫层”的消能-聚能结构则能够更有效地缓冲消耗传递至孔底的爆炸能量,更好地保护孔底岩体。综合开挖成型效果和残孔破坏分析结果,现场优选了“铁球+松砂垫层”的消能-聚能结构,并在一级消力池的保护层开挖中推广了消能-聚能联合控制爆破技术,取得了良好的开挖成型效果。

基于应力场干预的巷道围岩控制技术

高应力巷道围岩破坏严重变形剧烈,在服务期间难以满足回采的要求,已经成为煤矿安全开采研究的重点和难点.本文从应力转移、应力阻隔和应变能释放3个角度,归纳总结了应力场干预的巷道围岩控制技术.针对坚硬顶板提出水力压裂断顶,高应力底鼓聚能爆破断底,大变形巷道钻孔卸压技术,分别探讨了每种手段的技术原理.水力压裂使岩层的承载层向高位移动,同时应力向煤体深部转移;聚能爆破在底板岩层中形成连续的结构面,阻断水平应力的传播途径和改变其传播方向;钻孔卸压可以释放高应力岩体的应变能为围岩变形提供补偿空间.工程实践表明,提出的应力场干预技术能够有效地控制围岩稳定,为高应力巷道维护提供技术保障.

聚能水压爆破在水平薄层围岩隧道中的应用

罗家山隧道洞身围岩主要为薄层状水平围岩,爆破扰动大时易掉块,采用传统爆破方法无法满足要求。通过现场爆破参数设计和不断试验,总结出聚能水压爆破在薄层水平岩层中的参数设置,根据围岩情况动态调整聚能管内装药线密度及采取间隔装药措施,减少了对周边围岩的破坏作用。爆破后高压气体沿聚能槽方向切割岩面,使隧道轮廓较圆顺。聚能定向作用能加大周边眼间距设置,减少了光爆炮眼数量,缩短钻孔、装药时间,提高光爆质量及工作效率,取得了较好的经济效益。

岩巷线性聚能光面爆破技术

针对车集煤矿岩巷钻爆法施工时打眼多、装药多、光面爆破效果差、工效底的现状,分析了车集煤矿钻爆法施工时存在的问题及原因,提出了线性聚能光面爆破技术以降低打眼数、装药量,提高光面爆破效果,并分析了线性聚能光面爆破得以实现的原理,同时对线性聚能光面爆破聚能管装药方法、炮眼布置、装药结构、装药量进行了确定。现场试验表明,线性聚能光面爆破技术打眼少、装药少、光面爆破效果好、放炮后抛矸距离短、放炮对设备伤害小、成本底、工效高,取得了较好的爆破效果。

75t/h煤粉煤气混烧锅炉的改造

随着国内钢铁技术的发展及国家节能减排的要求,大型钢铁企业的原动力锅炉纷纷由燃用煤粉改为煤粉煤气混烧或者全部燃用煤气。但煤粉炉在改烧煤气后出现了一些问题。文章对出现的问题做出分析并提出改造方案,使煤粉炉全燃煤气成为可能。

环状聚能爆炸切割器水下性能研究

简要说明了环状聚能爆炸切割器的原理和使用环境。提出了环状聚能药包的设计方法。着重对炸药类型的选择、环状药型罩的材料及几何参数的确定作了说明。根据理想流体射流运动的关系式,计算得出了爆炸切割器在水下爆炸后的射流速度。并在水下进行了爆破性能试验,试验证明采用环状V型聚能药罩能达到切断或破损水下柔性索链的目的,并且环状聚能爆破在水下一定范围内能同时有效地破损水下多个目标。

临涣煤矿1067综采面断层硬岩多向聚能爆破预裂技术研究

淮北临涣煤矿斜穿性大断层NDF_(153)对1067综采面回采存在严重影响,为了保障工作面快速过断层,采用多向聚能爆破技术预裂处理断层硬岩。在确定最短煤机截割轨迹基础上,采用剖面法设计炮孔布置参数,并基于Mises屈服准则模拟计算炮孔间距,选用含有4个聚能槽的多向聚能管,通过大孔径大装药量深孔聚能爆破,取得了60 m孔深孔壁围岩较好预裂效果,提高了工作面煤机截割速度。

深孔聚能顶板预裂爆破沿空留巷技术研究及实验应用

分析沿空留巷技术特点和难点,有针对性地提出"深孔聚能顶板预裂爆破"技术,并采取预制块砌墙护巷方案,通过高山煤矿1902工作面的现场实验考察,验证了上述顶板预裂爆破技术及预制块砌墙护巷技术在解决沿空留巷技术难题方面的作用,有效减轻巷道的变形,解决巷道维护困难及漏风问题。