赵官矿切顶卸压沿空留巷爆破参数研究

以赵官矿2707W工作面为工程背景,对切顶卸压沿空留巷爆破参数进行研究。结合现场工程地质条件,选用双向聚能拉伸爆破技术对试验段顶板进行预裂。综合运用理论分析计算、现场爆破试验等手段,得到了合理的爆破参数:爆破钻孔深度8.0 m,切顶角度10°,炮孔间距600 mm,装药结构为5+4+3。通过现场钻孔窥视和矿压监测等手段验证了切顶爆破效果良好,在丰富切顶卸压沿空留巷爆破技术理论的同时,也为类似工况提供一定的工程借鉴意义。

东欢坨矿切顶卸压沿空留巷聚能爆破关键参数研究

为确定切顶卸压沿空留巷合理的聚能爆破参数,实现成功留巷的目的,以东欢坨矿20221工作面倾斜中厚煤层为工程背景,采用理论分析、工程经验和现场试验研究相结合的方法,对双向聚能张拉爆破参数进行了研究,对不同爆破参数下单位长度爆破孔成缝率进行了分析。结果表明,在爆破孔深7.5 m、炮孔间距500 mm的情况下,“4-4-1”的装药结构爆破成缝效果明显,成缝率达到90%以上,在工作面回采过后顶板垮落及时,现场应用效果良好。

沿空留巷“内支-外卸”围岩控制技术研究与应用

为解决现场实际中沿空留巷受采动影响围岩变形破环严重问题,以山西晋城东峰矿为工程背景,分析了沿空留巷不同阶段覆岩运移规律,明确了围岩控制的重点。确定了采用“内支-外卸”的协同控制方式,采用理论分析、现场应用与监测的手段着重对巷旁柔模混凝土支护与顶板超前爆破预裂卸压进行了设计、分析与效果检验。研究结果表明,沿空留巷巷道在滞后工作面100 m范围内巷道变形速度较大,柔模墙体在滞后工作面200 m范围内压力变化较大并达到最高值,应为维护重点;现场优化后的巷旁支护体能够满足巷帮的承载能力;柔模混凝土墙巷旁支护和超前爆破预裂切顶卸压协同发挥作用,在降低采动应力影响、改善留巷应力环境的同时提高了巷帮的支护强度,有效地提高了留巷围岩的稳定性。

包钢5^(#)高炉炉缸侧壁温度升高的分析与防治

高炉炉缸是制约高炉寿命达到15年以上的关键部位,也是决定高炉寿命的关键因素。针对5^(#)高炉炉缸侧壁温度升高,通过对炉缸侵蚀机理的研究,判定铁水环流加剧、炭砖侵蚀严重是炉缸侧壁温度升高的直接原因。5^(#)高炉通过采取制定预警标准、强化日常管理、优化铁口深度标准与加强维护、根据三级预警调整生产操作参数等防治措施,炉缸侧壁标高8.663 m处铁口区温度均下行,停炉前基本稳定在350~450℃,处于可控范围。

“三硬”薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及控制技术研究

为解决薄煤层沿空留巷应力条件复杂、留巷难度大以及巷道围岩长时稳定性的难题,以陕西汇森煤业凉水井煤矿4301工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、工程实践等方法,对浅埋“三硬”薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及控制对策进行研究,分析巷旁支护体结构参数对于巷道稳定性的影响。结果表明:给顶板提供充足的支护强度以及合适的可缩量,是巷旁充填体整体稳定的前提;高水充填材料单轴加压下的力学行为可分为“均匀压密、弹性变形、动态失稳、劣化破坏”4个阶段;在充填体宽度增加过程中,最大应力表现为先增后减再增的趋势,在充填体1.6 m宽时出现稳定承载应力核;理论计算的切顶最佳高度为10.7 m。工程实践表明,工作面后方60 m范围无大变形和明显应力集中,围岩整体控制效果良好、结构稳定,留巷效果达到设计要求。

坚硬顶板群临空巷道强矿压显现特征及控制

为解决局部坚硬顶板群破断,致临空巷道强矿压显现的顶板安全问题,以酸刺沟煤矿6_(上)207工作面为研究背景,精准测定了坚硬顶板群分布范围与巷道强矿压显现特征,开展了巷道临空侧坚硬顶板群深孔定向爆破压裂卸压,并揭示了卸压机理。结果表明:坚硬顶板群分布于工作面采位2240~2840 m,强度均大于53 MPa,其失稳破断是造成6_(上)207辅运巷强矿压显现的根本原因。采用深孔定向爆破技术对22~55 m坚硬顶板群进行了压裂,使得破断块体回转挤压转变为滑移垮落,卸压效果显著。保证了酸刺沟煤矿安全生产。

沿空留巷深孔预裂爆破切顶设计研究

九鑫煤业202工作面运输顺槽受采动应力影响,巷道围岩变形破坏较为严重,为改善巷道顶板条件,增强巷道的稳定性,采用了顶板深孔预裂爆破技术进行沿空留巷,并切落了采空区侧上部的顶板岩层,以增大采空区顶板的冒落高度,不仅降低了施工成本,还提高了矿井效益。

回采工作面沿空留巷爆破切顶卸压实践

煤层掘巷留保护煤柱开采,不仅会造成应力集中,还会损失高达10%~30%的煤炭资源。通过对比德丰源煤矿1334采面运输巷实施切顶卸压沿空留巷的效果总结、分析,得到巷道顶底板最大移近373 mm,非回采侧最大移近63 mm,且巷道顶板8 m范围内没有发生离层现象,该巷道可为下一回采工作面安全回采提供可靠保障。沿空留巷爆破切顶卸压有利于解决煤柱应力集中、提高煤炭回采率、缓解采掘接替紧张、防止煤柱自燃、改善矿井安全生产条件、提高煤炭开采的经济效益,为矿井无煤柱安全高效开采奠定了基础。

临空巷道煤柱割缝爆破切顶联合卸压技术研究

坚硬顶板下临空巷道存在着高应力集中、大变形、难支护等问题,以葫芦素煤矿21105工作面为工程背景,分析了坚硬顶板下工作面回采期间上覆顶板破断规律,研究了临空巷道围岩变形机理,提出了临空巷道“顶板爆破+煤柱割缝”联合卸压巷道变形控制方法,采用FLAC3D软件模拟了卸压前后临空巷道围岩应力分布规律。在葫芦素煤矿21105工作面回风巷采取“顶板爆破+煤柱割缝”联合卸压措施后,临空煤柱深基点应力峰值降低36.1%,浅基点应力峰值降低19.1%,试验区域微震日均能量降低67.0%,日均微震总能量降低35.7%,采取卸压措施后临空巷道顶底板移近量减小60.1%,两帮移近量减小41.6%,巷道变形得到有效控制。试验结果表明临空巷道“顶板爆破+煤柱割缝”联合卸压技术可有效降低煤柱应力,减少巷道变形,为坚硬顶板下临空巷道变形控制提供了一种新的治理手段。

切顶卸压及复合支护体系在沿空留巷中的应用

为解决伊田煤业W3305综采工作面厚层坚硬顶板和塑性底板组合造成的沿空留巷矿压显现和巷道变形严重问题,对工作面地质条件进行分析,采用双向聚能定向爆破方法切断留巷临空侧顶板悬臂梁结构,降低顶板关键层回转应力;通过浇筑柔模墙和对其底板进行注浆加固,对沿空侧巷道顶底板施加稳定支撑;通过新型锚索综合支护,解决端头支架破坏锚索以及破碎顶板锚索失效问题。结果表明:采取双向聚能爆破切顶卸压+柔模墙支护+新型锚索支护+底板软岩加固策略能够有效解决巷道变形失稳问题,约节省费用超500万元。

双柳矿切顶留巷碎石帮变形机理及控制对策

以双柳煤矿7煤右一工作面为工程背景,通过理论分析与现场工程应用相结合,对切顶留巷碎石帮变形机理及控制技术进行了研究。研究表明,采空区侧的矸石垮落情况对碎石帮挡矸结构变形有很大影响,垮落大块矸石会对挡矸产生很强的冲击力,垮落的速度较慢则会导致垮落矸石压实稳定后作用在挡矸结构上的侧向压力增大,挡矸结构在侧向冲击及挤压下容易产生大变形。为了减小矸石块度,加快顶板垮落速度,增加碎石帮支护强度,提出了深浅孔组合切缝爆破技术辅以松动爆破技术的切顶方案以及“斜撑单体+可伸缩U型钢+金属网+U型钢拉板+焊接钢板+端部锚杆”的碎石帮联合支护体系并应用于现场。经过现场实测表明,成巷效果良好。

包钢7^(#)高炉炉缸侧壁温度升高的分析与治理

文章分析了包钢7^(#)高炉炉缸铁口区侧壁温度异常升高的原因,重点阐述了治理措施。高炉长期在高强度冶炼条件下,炉缸铁口区相对活跃,铁口深度控制不好,加剧了渣铁对铁口区炭砖的冲刷,铁口区炭砖受到侵蚀是导致7^(#)高炉炉缸铁口区侧壁温度升高的根本原因。通过采取增加铁口区循环水量提高冷却强度、精心维护铁口、积极消除炉缸侧壁气隙、在装料制度上适当开放中心抑制边缘气流等措施,使7^(#)高炉在没有降低冶炼强度、未减产的情况下,铁口区侧壁温度得到了有效控制。

中厚煤层小煤柱沿空掘巷控制技术与应用

以成庄矿回采面53151巷地质条件为工程背景,拟定采用小煤柱沿空掘巷技术,现场留设6.0 m煤柱;采用“深孔预爆破卸压+锚网索补强支护+滞后注浆加固”多重支护手段;矿压监测数据表明,该巷道围岩处于稳定状态,支护措施合理有效。

死料柱状态对炉缸铁水环流及侧壁剪切应力的影响

采用数值模拟方法对不同死料柱状态下炉缸内的铁水流动特征进行解析,研究了死料柱的空隙度、中心恶化程度及位置对铁水环流及炉缸侧壁剪切应力分布的影响.结果表明:不同死料柱状态下,高炉炉缸侧壁的最大剪切应力均位于铁口平面下方1.5 m附近,铁口平面下方0°~20°的周向区域内炉缸侧壁剪切应力较大;当死料柱空隙度由0.2增至0.4时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.045 mPa降至6.530 mPa,死料柱空隙度的增加可有效增大铁水在炉缸内的流动空间,减缓铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀;当死料柱中心恶化区域占比由0.7增至0.9时,炉缸侧壁最大剪切应力由9.492 mPa增至22.02 mPa,铁水环流对侧壁的冲刷侵蚀加重;此外,死料柱浮起对减缓炉缸侧壁剪切应力无显著影响.因此,改善高炉原料和操作条件,提高死料柱空隙度和中心透液性,均能有效减缓铁水环流对炉缸侧壁的冲刷侵蚀,延长高炉寿命.

切顶卸压爆破技术在沿空留巷中的应用

在传统的煤柱护巷开采模式下,容易造成巷道变形不稳,应力集中,工作面替代紧张,煤炭资源回收率低等问题。为保持巷道稳定,解决采掘替代紧张局面,促进煤矿增效。在陈四楼煤矿2601综采工作面进风顺槽采用切顶爆破卸压沿空留巷技术,利用联合支护技术,分析确定切缝参数、爆破工艺参数,并在生产中成功实践。对照经切顶卸压的进风顺槽和未处理的回风顺槽的围岩变形情况,分析得出,经过切顶卸压和预裂爆破处理后的进风顺槽与未处理的回风顺槽相比,在应力作用范围内的进风顺槽与围岩的变形量明显减弱,其中进风顺槽受应力与回风顺槽相比降低46.90%。顶底板和两帮移动量相比,降低了82.71%和74.11%。大量数据表明,切顶卸压预裂爆破技术在空留巷道作业能有效阻断应力传递,降低应力在围岩中的积聚,可对巷道的稳定性进行有效控制,有利于实现安全高效的煤矿生产。

煤矿爆破切顶卸压沿空留巷开采技术分析

为了探索爆破切顶卸压沿空留巷开采技术在提升煤矿开采效率及安全方面的有效性,对该技术的实际应用情况进行了研究。基于巷旁支护设计、爆破施工与喷浆防护策略,对沿空留巷开采效果进行了全面评估,详细探讨了爆破切顶卸压技术在实际应用中的关键参数,以及其对开采效率和矿山安全方面的影响。研究结果表明,该技术可以有效提升煤炭的采出率,降低了事故发生率,同时显著提高了巷道的稳定性。

高速铁路隧道侧穿建筑物爆破减震技术研究

随着高速铁路网的逐渐加密,隧道将不可避免地下穿、侧穿建(构)筑物,在保证建(构)筑物振动安全的前提下提高隧道掘进效率是施工中的重点与难点。以隧道侧穿建筑物为工程背景,通过数值计算对上台阶机械开挖+中、下台阶控制爆破工法进行研究,同时与上台阶控制爆破工法进行对比分析,结果表明:建筑物高程越高振动越明显,高程对于振速具有放大效应,放大倍数在2倍以上,施工时应当重点监测建筑物顶部的振速;上台阶采用机械开挖+中、下台阶控制爆破工法与上台阶控制爆破工法相比减震效率达到50%以上;上台阶采用机械开挖,中、下台阶采用控制爆破的开挖工法既能提高开挖效率、又能最大程度上减少对地表建筑物的振动影响,具有较高的推广及应用价值。

切顶卸压沿空留巷技术在四老沟矿的应用

针对综采工作面之间留设护巷煤柱造成煤柱区域应力集中、煤炭资源浪费等问题,四老沟矿结合矿井地质条件,试验切顶卸压沿空留巷技术。通过运用关键层理论及双向聚能爆破致裂技术,实现工作面采空区顶板顺利切落成巷,通过进行矿压观测分析,达到预期的留巷效果。

爆生气体对邻近硐室背爆侧预制裂纹影响机理

采用动态焦散线实验方法,研究爆炸荷载作用下邻近硐室背爆侧裂纹扩展规律时发现,伴随爆生气体释放出现的弧线型应力集中区是爆生气体引起的主应力差峰值位置,与背爆侧裂纹的扩展有较大的关联。实验研究表明:炸药爆炸后,产生的应力波首先作用于硐室背爆侧裂纹,随后爆生气体产生的准静态应力作用于裂纹,对裂纹的扩展起主要作用,而卸载波主要作用于裂纹扩展后期,使裂纹出现翘曲现象。当弧线型应力集中区接近扩展中的裂纹时,裂纹扩展速度达到峰值,约等于弧线型应力集中区的移动速度,之后,裂纹尖端与弧线型应力集中区的相对距离基本不变,当该应力集中区越过裂纹尖端,裂纹扩展速度逐渐减小,最终止裂。裂纹尖端动态应力强度因子与裂纹扩展速度具有相似的变化规律,峰值动态应力强度因子出现在弧线型应力集中区越过裂纹尖端之前。基于该发现进行的研究证实了爆生气体对邻近巷道裂纹扩展的主导作用,深化了爆炸荷载对邻近巷道影响机理的研究。

侧向爆炸作用下地下拱形结构动力响应

当爆点偏向结构一侧时,结构会发生部分受荷的情况,从而导致结构的内力及破坏形式发生变化;讨论爆点位于侧向时结构的受荷范围,给出荷载计算公式;将地下结构与周围介质的相互作用关系等效成为一种阻尼作用,从而在结构动力方程中加入相互作用因素,通过方程求解得到结构振动响应的解析解;利用这种方法推导出远场任意角度爆炸荷载作用下结构的响应计算公式,并在侧向爆炸条件下得到结构的位移和最大弯矩分布曲线。