Double-face intelligent hole position planning method for precision blasting in roadways using a computer-controlled drill jumbo

To solve the uneven burden of same-type holes reducing the blasting efficiency due to the limitation of drilling equipment,we need a double-face program-controlled planning method for hole position parameters used on a computer-controlled drilling jumbo.The cross-section splits into even and uneven areas.It also considers the uneven burden at the hole’s entrance and bottom.In the uneven area,various qualifying factors are made to optimize the hole spacing and maximize the burden uniformity,combined with the features of the area edges and gridbased segmentation methods.The hole position coordinates and angles in the even area are derived using recursion and iteration algorithms.As a case,this method presents all holes in a 4.8 m wide and 3.6 m high cross-section.Compared with the design produced by the drawing method,our planning in the uneven area improved the standard deviation of the hole burden by 40%.The improved hole layout facilitates the evolution of precise,efficient,and intelligent blasting in underground mines.

钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术研究

为适应我国隧道建设机械化、智能化、无人化发展趋势,围绕钻爆法机械化施工隧道,提出以凿岩台车破岩振动为震源的钻爆法机械化施工隧道随钻地震波超前地质探测技术。针对凿岩台车多震源连续激发带来的地震数据波场混叠、有效信息难以识别问题开展相关研究,提出VMD-SVD-RobustICA三臂混合先导信号分离方法与脉冲反褶积-小波域互相关地震记录重构方法,可实现三臂混合先导信号的分离与有效反射信号的提取。工程实践证明,利用凿岩台车搭载式无线高精度探测装备,该技术可初步实现“边钻边探”,降低预报环节对钻爆法机械化施工隧道正常施工带来的影响。最后,明确该技术目前存在的问题及解决思路。

西康高铁秦岭太兴山隧道凿岩台车钻爆试验研究

基于凿岩台车应用现状,针对采用凿岩台车钻孔爆破时平均线性超挖量大等问题,选取西康高速铁路(西安—安康)秦岭太兴山隧道左洞进口Ⅲ级围岩段(DK23+075—DK23+155)作为凿岩台车钻爆法试验段。首先针对周边孔外插角大和掏槽孔深度受限情况,将凿岩台车两侧机械臂长度由7.1 m缩短至6.1 m。然后制定了精准钻孔措施。基于与该隧道同等围岩级别地段手风钻钻孔爆破施工经验,经过现场3个循环的凿岩台车钻爆试验,确定掏槽形式为两级斜孔掏槽,把电子雷管起爆时间设置为导爆管雷管奇数段位的起爆时间,按照掏槽孔、辅助孔、内圈孔、周边孔和底板孔的顺序依次起爆。经实施,爆破施工进尺可达3.4~3.6 m,周边孔爆破后炮痕保留率90%以上,断面平均线性超挖量仅19.9 cm。与凿岩台车配套的药卷直径宜在40~45 mm取值。

单线隧道Ⅲ级围岩全断面不同爆破开挖工法对比

凿岩台车作为先进的隧道钻孔设备,钻孔速度快、施工安全和对环境友好,但是施工单位普遍使用积极性不高。依托秦岭太兴山长大高铁单线隧道爆破施工,综合对比分析研究了手风钻和凿岩台车2种钻爆施工方法的钻孔和装药效率、爆破超欠挖量、开挖成本、设备配件消耗费、折旧费、施工人员数量和安全性。结果表明:高铁单线隧道采用凿岩台车钻爆的施工效率低于手风钻,且凿岩台车爆破超挖量是手风钻的2倍以上,隧道爆破开挖总成本高于手风钻钻爆施工;但是凿岩台车施工安全性高,隧道掌子面施工环境友好,施工人员数量是手风钻的一半。最后指出凿岩台车钻爆是隧道爆破施工的趋势,给出了在人员培训和标准制定方面的一些建议。

我国铁路隧道爆破技术现状及趋势

我国铁路隧道建设数量多、里程长,钻爆法以其独有的优越性成为隧道建设过程中最常用的方法,而爆破不仅是隧道开挖的第一道工序,也是钻爆法的核心。通过梳理总结铁路隧道爆破技术的发展历程,将隧道爆破技术的发展划分为起步、发展、缓滞和飞跃4个阶段;从钻孔设备、装药设备、地质信息获取、智能设计软件和爆破技术几个方面详细介绍了我国铁路隧道爆破技术发展现状,指出我国铁路隧道爆破已进入机械化施工的开端;同时也阐述了铁路隧道爆破将由机械化向智能化发展的趋势。

四方金矿掘进爆破参数的优化与实践

四方金矿原来掘进巷道的爆破效果和巷道成形质量较差,且炸药消耗量大。为解决上述问题,重点从炮孔参数、炮孔布置和装药形式上进行了优化。优化后经实践证明,爆破效果改善和巷道成形质量显著提高,误差范围控制在5%以内,炸药单耗由2.87 kg/m3减少为2.33 kg/m3,降低了爆破成本,同时凿孔数量减少,凿岩台车的掘进效率也有了小幅提高,为今后推广与应用凿岩台车掘进积累了经验。

大断面隧道钻爆法快速施工技术

文章着重从钻孔台架的运用、大断面锥形掏槽、全断面光爆、设备配套、施工通风等方面介绍隧道钻爆法快速施工中取得的一些经验和技术成果 。

兖州矿区岩巷快速施工装备及配套工艺研究与应用

分析了影响兖州矿区岩巷掘进速度提高的主要原因,介绍了优化劳动组织、实施技术创新、完善工作面设备配套及施工工艺的经验和做法。

新型钻爆法开挖多功能作业台车设计初探

分析钻爆法机械化施工的发展现状和存在的问题,总结隧道开挖和初期支护的各个施工环节的机械化水平和机械设备发展情况,设计新型钻爆法开挖多功能作业台车。提出了多功能作业台车的初步设计和施工作业方案。

液压凿岩台车在矿山中的实际应用

随着矿山年产量的不断加大,某公司对原有凿岩及采矿设备进行了更新换代,由中深孔凿岩设备由Simba H1254液压凿岩台车取代原来的YGZ-90圆盘型凿岩机,并对相关参数进行了优化。采用Simba H1254液压凿岩台车后的应用效果良好,有效的增强了采矿能力,提高了矿山的经济效益。

我国地下矿山凿岩装备应用现状与凿岩智能化发展方向

数字化、智能化是凿岩台车等大型设备未来的发展趋势。为明晰国产凿岩台车的研究方向,结合我国地下矿山钻爆施工中凿岩台车的应用现状,定量对比评价了现场使用凿岩台车在钻孔精确度、钻孔效率、人员安全性、环保指标等方面的技术优势及问题。结果表明:使用凿岩台车钻孔,一般单孔凿岩时间为2~3 min,凿岩效率为同等条件下使用气动凿岩机钻孔的2~4倍;配合合理的爆破手段,月进尺能提高50%~70%;现场使用凿岩台车时,面临机械性能和钻爆工艺不匹配、较气动凿岩机开挖超挖量大以及人员培训落后于实际需要等问题。在此基础上,总结了现阶段凿岩台车智能化发展进展。研究表明:通过补偿技术,国内一些钻孔定位平均定位精度在5 cm以下,可满足施工要求;借助视觉辅助定位与导航方法、5G技术及物联网等先进技术,能够实现少人化、无人化的作业目标。最后进一步分析了研发、推广国产凿岩台车面临的不足与挑战,总结并展望了国产凿岩台车的发展路线。

凿岩台车钻孔定位技术及应用

传统巷道掘进中,需要测量人员标定中线和腰线,且标定过程复杂,存在误差;同时在凿岩过程中,实际孔位往往与设计孔位存在较大误差,导致爆破后掌子面凹凸不平,超欠挖现象严重。针对上述问题,提出了一种凿岩台车钻孔定位技术,通过现场试验应用,该定位技术实现了凿岩精确性,减少超欠挖现象,尽可能确保了所有实际孔孔底位置在同一平面,较好地控制巷道形状,减少测量人员工作量,节约作业时间,提高效率,可在巷道掘进中推广使用。

隧洞三臂凿岩台车开挖爆破设计

随着水电工程建设的不断发展,隧洞施工环境、地质条件越来越复杂,TBM、多臂钻等机械开挖方法逐步代替了传统的人工开挖方式。本文主要介绍了在锦屏二级水电站西端排水洞采用三臂凿岩台车施工时的爆破设计,旨在为相关类似工程提供参考。

钻车、扒装机新型作业线在岩巷掘进中的应用

岩巷掘进速度慢是制约煤矿生产能力的主要因素之一,因此如何提高岩巷掘进速度是煤炭行业的一个重要研究课题。提出了一种新型的岩巷掘进作业线,并通过其实际应用效果分析了其与传统作业线相比的优势。

硬岩大断面台车掘进控制爆破在嵩县山金的应用

随着矿山逐步向深部发展,嵩县山金原有巷道掘进爆破方法并不适用,存在巷道掘进循环进尺小、工效低、超欠挖严重、支护成本高等问题。根据嵩县山金围岩赋存情况,提出一种硬岩大断面台车掘进控制爆破方法,其利用凿岩台车代替传统的凿岩设备,可有效提高凿岩效率,使凿岩工作实现机械化、自动化;将凿岩台车与预定倾角的微楔形掏槽相结合,既可解决断面较小时凿岩台车难以钻凿角度较大的楔形孔的难题,又可解决传统垂直掏槽难以掏出岩石、形成较大自由空间的问题。通过嵩县山金井下控制爆破试验可知:该方法在巷道宽度和高度上更贴近爆破设计断面规格,断面规整性有所提高;爆破进尺提高较多,矿石大块率有所降低,经济效益较好。

Boomer 281凿岩台车在紫金山金铜矿的应用

某矿原采掘设备比较落后,作业人员劳动强度大,环境空气质量差,掘进效率低下,安全得不到很好保障,为此引进新型的液压凿岩台车、撬锚台车等高效智能的无轨采掘设备,打造安全高效的现代化矿山。以某矿深部开拓巷道作为Boomer 281单臂掘进凿岩台车作业点,利用凿岩台车掘进速度快、钻孔精确度高、施工安全性高等优点,缩短掘进循环的凿岩和辅助作业时间,提高效率,节约成本,降低劳动强度,保证矿山的高效安全生产,具有显著的经济效益和社会效益。

高速铁路隧道钻爆开挖设备配置优化及研究

研究目的：近年来我国高铁隧道数量日益增加，但基本上仍以人工手持风钻配多功能台架等进行“人海战术＋手工作坊”式钻爆法开挖，存在劳动强度大、作业环境差、投入人员多、能量消耗高等缺点。随着施工机械化的发展及按照铁路总公司建设管理要求，对于Ⅱ、Ⅲ围岩占比较多的长大隧道，必须以凿岩台车等大型机械为代表进行机械化配套施工，以保证高铁隧道施工质量与安全。研究结论：（1）针对200km／h速度及以上的高铁隧道，由于单凿岩台车配置方案钻爆开挖速度与仰拱、二衬施工速度（180-200m／月）相匹配，且能满足“铁总”有关施工步距要求，为最佳、最合理施工工效机械配置方案；（2）随着国内人口红利减少及凿岩台车国产化进程加快，使得人工钻爆成本上升，而凿岩台车使用成本呈下降趋势，在不久的将来，单凿岩台车的开挖成本一定会低于人工钻爆开挖成本；（3）凿岩台车由于自身结构的原因而产生大量超挖，但施工现场通过加强技改，可以降低推进梁顶盘架及扶钎器高度，减少钻臂外插角，使之日渐适应我国隧道施工超欠挖要求，为其推广使用创造条件；（4）凿岩台车的使用能帮助项目实现自管理人员到管理机械操作的结构性改革，能减少人为差错，提高工程质量，减少工作面人员数量，改善现场作业环境，降低隧道施工安全事故发生的概率；（5）该研究成果可用于高速铁路隧道钻爆开挖设备机械化配置。

山岭隧道爆破施工技术的发展与展望

简述我国隧道爆破施工技术现状,指出目前我国在隧道光面爆破技术、楔形掏槽技术等方面已取得了一定的成就,但爆破施工机械配置与发达国家相比差距较大,隧道钻爆法施工中仍大规模使用人工手持风动凿岩工具钻孔,特别是采用人工装药,功效低,安全性差,在推广隧道钻孔机械化、装药自动化、减人增效等方面仍需要做大量的工作。回顾我国隧道爆破施工技术近期发展,指出全电脑凿岩台车、改进后的工业电子雷管及全断面(带仰拱)爆破工法已在隧道施工中成功应用,但使用混装或散装炸药进行机械化装药仍处于探索阶段。结合现状分析及未来发展,对隧道爆破技术进行展望:加快我国隧道钻爆技术应用与5G技术深度融合,发展智能化钻孔及装药设备,并改进目前的掏槽技术及爆破器材,使之与钻孔设备的发展及快速掘进要求相匹配。我国隧道钻爆技术应通过体制创新及技术创新,为山岭隧道机械化、智能化施工创造有利条件,达到领军世界山岭隧道钻爆法施工技术的水平。

铁路隧道使用凿岩台车与风钻钻爆的比较研究

为进一步分析研究高铁隧道凿岩台车与风钻钻爆的优劣及适用性问题,以郑万高铁小三峡隧道工程为依托,介绍风钻钻爆的施工应用情况及凿岩台车钻爆在施工应用方面的制约因素,并从施工工效、人员配置、安全性、超欠挖控制、成本投入等方面对比分析。主要研究结论如下:1)采用凿岩台车钻爆,在硬岩条件下钻爆速度较快,Ⅲ、Ⅳ级围岩可通过工法调整来提高凿岩台车的施工效率,遇软弱围岩时应慎重选用;2)凿岩台车钻爆与风钻钻爆相比,劳动强度低、节省劳动力、安全风险小等方面具有突出成效;3)理论分析凿岩台车钻爆较风钻钻爆平均线性超挖小,但实际施工过程中却反之,可通过加强管理来缩小与人工钻爆之间的超挖差距;4)凿岩台车对风钻钻爆的优势显而易见,随着隧道施工机械化进程不断地发展,将来一段时间凿岩台车钻爆替代风钻钻爆施工是未来地下工程开挖的发展方向之一。

三臂凿岩台车施工技术在青岛胶州湾海底隧道中的应用研究

通过三臂液压凿岩台车在青岛胶州湾海底隧道施工中的应用研究,充分地发挥三臂液压凿岩台车作业范围大、灵活性强、空气粉尘污染小、安全文明、液压冲击钻高效的技术优势,不仅在Ⅱ,Ⅲ级围岩施工中体现了其无可比拟的优越性,而且在Ⅳ,Ⅴ级及破碎弱风化围岩施工中,也显示了其较强的适应性,实现了快速、优质、安全、高效施工。