坚硬岩石巷道掏槽爆破技术研究与应用

在掏槽爆破中槽腔内岩石碎块与爆轰气体运动规律的基础上，分析影响掏槽爆破效果的主要因素，通过施工现场的试验结果对倒三角形、单螺旋、正矩形三种直线掏槽方式加以比较，选取最为合理的掏槽方式和爆破参数。实践表明，采用正矩形直线掏槽方式可提高坚硬岩石平巷掘进爆破效率，取得良好的经济效益。     

增大岩巷掘进爆破延迟时间以减少抛掷作用

结合微差爆破作用原理和岩巷掘进爆破的特点,建立了不同类别炮眼间合理微差延迟间隔时间的理论计算结构模型。现场工程实践表明,采用合理的段间延迟起爆时间,岩石碎块抛掷作用大大降低,炮眼利用率提高8%～10%,碎块抛掷距离减少约40%,块度均匀,爆堆集中,装岩效率提高约25%。     

电子雷管在岩巷爆破中掏槽孔微差时间试验研究及数值模拟

为研究直眼掏槽爆破掏槽孔与辅助孔间延期时间对掏槽爆破效果的影响,通过电子雷管的模型试验对不同延期条件下的槽腔形成过程和特点进行了研究。试验采用高速摄影仪对试块槽腔的形成过程进行观测,并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对槽腔裂纹扩展进行了数值模拟分析。结果表明：① 在本模型试验条件下,延期时间为1~3 ms时掏槽孔与辅助孔之间的爆炸能量相互作用最紧密,并为辅助孔起爆提供了新自由面,降低了辅助孔起爆受到的夹制作用,爆破效果最佳。② 同时起爆时,相邻掏槽孔与辅助孔之间的岩体比掏槽孔包含的槽腔岩体破碎更充分。延期1 ms起爆时,掏槽孔与辅助孔之间的岩石受辅助孔爆炸冲击波作用瞬时移动速度达到最大,辅助孔起爆产生的裂隙范围也最大,掏槽效果最佳。③ 掏槽孔起爆超过1 ms后对槽腔岩体的影响逐渐消失,此时起爆辅助孔不利于掏槽孔与辅助孔之间爆炸能量相互叠加,降低了掏槽爆破效果。     

岩巷切缝药包楔形掏槽爆破模型试验与分析

为了研究合理的掏槽方式改善岩巷掏槽效果差、炮眼利用率低的问题,采用水泥砂浆模型对切缝药包楔形掏槽爆破进行了试验研究。共设计了4组对比试验,每组试验分别在6组不同强度的水泥砂浆模型上展开,模型炮孔数目均为6个,每个炮孔装一发8号电雷管起爆。试验结果表明,切缝药包装药结构提高了炮孔利用率、增大了槽腔体积及降低了掏槽碎块的大块率;并得到了不同强度模型最优的掏槽方式,其中80°切缝药包楔形掏槽爆破在不同强度模型下炮孔利用率、槽腔体积及掏槽碎块大块率均相差较小,用于岩性变化较大的岩巷中,可得到较好的掏槽效果。切缝药包楔形掏槽爆破利用切缝对能量的导向作用,实现裂纹的定向扩展,并提高了掏槽效果。     

直眼掏槽爆破参数设计探讨

直眼掏槽爆破是巷道掘进深孔爆破中的关键技术,对直眼掏槽爆破几个较为关键的参数设计进行了较为细致的分析和研究,认为起爆微差时间应大于岩石破碎时间和抛体加速时间,且随炮眼深度的增加而增加,这一结论对矿山巷道掏槽爆破掘进有一定的参考价值.     

直掏掏槽爆破炮眼合理堵塞长度的理论分析

研究直眼掏槽炮眼合理封堵炮泥长度和后续炮眼起爆延迟时间。通过分析槽腔内岩石的破碎过程、未装药段岩石的抛掷运动和固气两相流的喷出,得出掏槽炮眼合理封堵炮泥长度上、下限的计算公式、装药长度与炮眼抛碴效率之间的关系式和后续炮眼起爆延迟的计算公式。在实践中,将计算结果应用于实际爆破作业,平均炮眼利用率达到92．3％,实现了较高的爆破效率。所推导的公式可靠符合工程实际。     

光面爆破在陕西某铜矿巷道掘进中的应用

为了解决在极破碎岩石中巷道掘进爆破对围岩的震动造成片帮冒顶现象以及作业劳动强度和掘进成本较大等突出问题,巷道掘进设计采用光面爆破,直眼桶形掏槽,孔外分段孔内微差起爆方式。通过优化爆破参数及试验,爆破半孔率达到90%,无超挖欠挖现象,延长了开挖后岩石暴露时间。试验表明,采用光面爆破掘进巷道,减少了围岩的损伤和支护作业时间,降低劳动强度和巷道掘进成本,保证了施工安全。     

孔内微差拉槽挤压爆破

<正> 孔内微差拉槽挤压爆破如图1所示,其实质是在被爆破岩体中,孔内分岩层、层位分段微差起爆,并开槽腔,而后逐次起爆槽腔两翼的炮孔,从而增加了挤压效果。并可分层集堆,简化工艺,减少贫化、提高爆破效果、降低成本。     

岩巷中深孔爆破合理掏槽型式的确定

直眼掏槽爆破槽腔的形成过程分为岩石破碎和破碎岩石抛掷两个阶段,本文结合直眼掏槽破岩机理和工业试验,对岩巷中深孔爆破中的掏槽爆破进行了研究,得出了适用于试验巷道合理的掏槽型式。     

关于螺旋掏槽的布孔原则

掏槽是巷道光面爆破中的关键。在深孔或中深孔光面爆破施工中，由于受工作面条件的限制，只能采用直眼掏槽。根据爆破破岩机理分析，螺旋掏槽是目前直眼掏槽爆破中的一种最佳方式。单螺旋掏槽以一个较大直径的空孔（或几个小直径空孔）为中心，将各装药孔布置在同一条对数螺旋线上，从而达到较好的爆破效果。各装药孔采用微差顺序起爆（微差时间     

数码电子雷管在高瓦斯矿井岩巷爆破掘进中的应用

传统的电雷管只有5个段别,不能满足孔内分段技术对延期时间的要求。数码电子雷管采用电子控制模块,可任意设定爆破延期时间,最小延时时间可设为1 ms,满足瓦斯巷道130 ms内完成爆破过程的要求。另外,目前煤矿岩巷深孔爆破掘进中,由于炮孔底部岩石夹制作用增大导致出现炮眼利用率低等问题。基于数码电子雷管,应用孔内分段掏槽爆破技术,将原先掏槽孔内连续装药改为分段装药,实现了分段延时起爆。将新技术方案在淮南顾北煤矿进行了现场试验。结果表明：基于数码电子雷管,应用孔内分段技术,对比原方案单循环进尺提高了约0.7 m,炮孔利用率提高了约10%,平均块度减少了15%左右,且断面完整没有明显大块,为下一循环提供了良好条件。预估月进尺可由65 m提升至100 m,总体上提高了巷道掘进效率。作为数码电子雷管在井下岩巷掘进的先行试验,在高瓦斯情况下数码电子雷管仍可正常使用,可为今后类似岩巷的爆破掘进施工提供借鉴。     

直眼掏槽效率敏感因子的理论与试验分析

建立了典型空孔直眼掏槽的力学模型，从理论上得出了影响空孔直眼掏槽效率的影响因子为岩石的抗拉强度、抗压强度、岩石初始密度、岩石中纵波的传播速度、炸药的性质、空孔半径、空孔到掏槽孔的距离、崩落孔与掏槽孔的起爆时差；选择了其中对工程有实际意义的4个参数进行27次正交试验.结果表明：影响掏槽效率的可调因子的敏感性从强到弱依次为空孔半径、起爆时差、炸药种类、崩落孔到掏槽孔的距离.     

水厂铁矿70万t大区微差爆破技术的研究

本文介绍水厂铁矿4年多来进行70万t大区微差爆破技术研究所取得的结果。三次70万t大区微整爆破试验表明,通过采取合理爆破参数和合理微差间隔时间以及应用大孔距爆破技术等途径,可以取得大块率<1%,延米爆破量>70m~3/m以及基本消除根底现象等良好效果。     

岩体爆破综合实验研究系统及其应用

为定量分析研究毫秒延时爆破破岩过程特征物理量分布演化机制,进一步优选爆破参数、完善毫秒延时破岩机理,进行了室内毫秒延时台阶爆破相似模型实验。应用高速摄影机和超动态应变仪建立综合实验研究系统,对毫秒延时爆破进行动态实时监测,得到台阶自由面处裂纹扩展规律和延时时间对边坡表面应力峰值及内部应力场叠加的影响程度。结果表明,确保后序药包起爆时已形成新自由面的最小临界延时为9 ms;设计延时为15 ms或25 ms时,可降低对边坡表面应变峰值影响程度;为促进相邻炮孔爆炸应力波充分叠加、增强岩体破碎效果,孔间延时最大临界值为15 ms。综合考虑坡体应力状态及台阶爆破效果双重因素,实验条件下最优孔间延时为15 ms。     

电子雷管在光面爆破中的应用

针对光面爆破后的边坡光滑稳定及爆破后石料破碎块度均匀的要求,以温州绕城高速公路路堑开挖爆破工程为背景,对比测试了电子雷管和导爆管雷管的延时精度,并进行了电子雷管并联起爆网络和导爆管雷管复式起爆网络的光面爆破试验,比较2种雷管爆破后的石料块度,研究了电子雷管在光面爆破及石料块度控制方面的应用。试验结果表明:电子雷管延期时间的标准差、极差和延时误差均比导爆管雷管小,延期性能优于导爆管雷管。采用电子雷管进行光面爆破,爆破后的边坡表面平整,光爆孔清晰,效果好,且爆破得到的石料块度大部分集中在10～450 mm,块度均匀,能较好地满足工程需求。     

试析筒形直眼分段掏槽对破碎块度的影响

根据微差爆破理论，分析了立井基岩凿采用深孔爆破时，应用直眼分段掏槽的爆破效率和对岩石破碎块度影响的机理，并通过实验室的模型试验，验证了机理的客观性。     

井巷掏槽爆破中空孔效应的理论与试验分析

通过对含空孔掏槽爆破作用的机理分析以及对掏槽爆破中空孔的作用进行研究,从理论上得出了空孔的应力集中效应,应力集中效应随空孔直径的增加而增加;并且空孔大有利于反射拉伸波的破岩之结论.提出了用槽腔面积、循环进尺以及单位槽腔体积形成时间3个指标来评价掏槽爆破的经济技术效果,并用这些指标对不同空孔孔径的掏槽方式进行了现场对比试验分析与评价,结果表明:适当加大空孔孔径是提高巷道爆破掘进循环进尺行之有效的方法.     

地下水封石油储库硬岩大断面控制爆破

大型地下水封石油储库作为原油战略储备的一种重要手段,在世界范围内被普遍采用。地下水封储库不同于其他岩石地下工程,其跨度大、边墙高、开挖断面特大,同时要求爆破振动低、围岩损伤小、稳定性高,对开挖爆破有着更为严格的要求。本文以华南某地下水封石油储库硬岩特大断面爆破开挖为例,基于钻爆开挖的特殊要求,提出"大洞小打、分部开挖"的施工原则,划大断面为小断面,分层分次爆破。采用复式楔形掏槽、毫秒延迟起爆、周边孔光面爆破等技术,综合选取孔径、孔深、孔距、最小抵抗线、炸药单耗及炮孔数目等参数,精心设计炮孔布置、装药及起爆顺序,给出爆破方案。实践表明,爆破振动、炮孔利用率、壁面成型、开挖进尺等均达到了预期,较好地满足了洞库开挖要求,特大断面硬岩爆破设计能够取得良好的爆破效果,可为类似工程提供借鉴与参考。