基于数值模拟的岩石巷道深孔分段装药掏槽爆破研究

随着炮孔深度增加,炮孔底处岩石夹制作用增强导致破岩效率和炮孔利用率较低,原有的连续装药方式不能解决上述问题。在这个基础上,研究了岩石巷道深孔分段装药掏槽爆破技术来提升掏槽爆破效率。使用光滑粒子流体动力学-有限元方法（SPH-FEM)建立了不同分段装药结构的单孔掏槽爆破模型,分析了不同模型爆破过程中岩石粒子抛掷速度、岩石抛掷数量以及爆破腔体特征。结果表明：不同装药结构会影响炮孔附近岩石的损伤范围,传统的连续装药结构在炮孔径向形成的损伤区域比分段装药结构大。此外,连续装药结构由于炸药集中在炮孔底部使得炸药能量分布不均匀,导致掏槽爆破效果差;采用分段装药结构可以增加岩石破碎数量和优化爆破腔体,岩石粒子在飞散过程中会产生2次加速现象;第一段装药比例较大或者较小会明显造成炸药能量利用不合理以及爆破腔体效果差。在模拟中设定的炮孔长度、岩石参数以及炸药性能条件下,当第一段装药比例为0.4时,深孔岩石巷道掘进掏槽爆破能够充分利用炸药能量,达到较好的掏槽爆破效果。将数值模拟得到的最优分段比例应用到现场巷道掘进爆破施工中,并利用数码电子雷管实现掏槽孔内2段炸药的延时起爆。现场试验结果表明分段装药能够在深孔...     

关于港道掘进爆破中的一些技术问题

结合岩石爆破破碎理论和工程实践,从影响凿岩爆破效果等诸因素出发,对岩巷掘时中深孔爆破的掏槽的光爆等一些技术问题进行了较为细致地分析和研究,提出了炮眼深度的选择方法,推荐了较为合理的掏槽形式和掏槽参数、光爆装药和光爆参数。     

提高岩巷掘进爆破速度和质量的若干技术问题探讨

结合岩石爆破破碎理论和现场施工实践,对影响岩巷掘进中深孔爆破掘进速度和巷道质量的炮眼深度、掏槽爆破和光面爆破等若干技术问题进行了研究,提出了合理的掏槽形式和掏槽参数、光爆装药结构和光爆参数。     

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。     

坐底掏槽眼在坚硬岩石巷道施工中的应用

在坚硬岩石巷道爆破的过程中，用普通的掏槽爆破方法，爆破效果很不理想，易出现拔炮现象，爆破效率低。在掏槽眼中间增加一个坐底眼，加大装药量，起加强掏槽和为下茬炮提前形成自由面的作用，提高了爆破效率，加大了循环进尺。     

复式桶形掏槽在岩巷深孔爆破中的应用

结合直眼掏槽破岩机理和工业试验,了研究。得到了适用于试验巷道合理的掏槽型式。用复式直眼掏槽可获得较好的掏槽爆破效果。对岩石巷道掘进深孔爆破中的掏槽爆破进行结果表明,对于较坚硬完整的岩石巷道,采用复式直眼掏槽可获得较好的掏槽爆破效果。     

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。     

岩巷快速掘进爆破技术研究

结合岩石爆破破碎理论和工程实践,从影响凿岩爆破效果等诸因素出发,对影响岩巷掘进中深孔爆破掘进速度和巷道质量的炮眼深度、掏槽爆破和光面爆破等若干技术问题进行了较为细致地分析和研究,提出了较为合理的掏槽形式和掏槽参数、光爆装药结构和光爆参数。     

深部工程软岩巷道爆破技术研究

结合岩石爆破破碎理论和工程实践,从影响凿岩爆破效果等因素出发,对影响岩巷掘进中深孔爆破掘进速度和巷道质量的炮眼深度、掏槽爆破和光面爆破等技术问题进行了分析和研究,提出了较为合理的掏槽形式和掏槽参数、光爆装药结构和光爆参数,推荐了切缝药包定向断裂控制爆破技术成功应用的典例。     

岩石巷道楔形掏槽爆破参数研究

从楔形掏槽破岩机理(假说)出发,提出了楔形掏槽爆破参数的计算方法,包括炮眼眼口、眼底间距和炮眼装药量的计算,讨论了需采用复合楔形掏槽的炮眼深度判据,并进行了算例分析。分析表明:楔形掏槽的爆破参数决定于岩石的强度和弹性特性,以及炸药的爆炸性质,不同的岩石条件或炸药品种将有不同的掏槽眼爆破参数。     

综放面采放系统设备生产能力配套技术研究

采煤机割煤工序是综放工作面的关键工序，影响到综放工作面的产量和效益．当采煤机型号一定时，为了实现放顶煤工序和割煤工序最大限度地平行作业，提高综放面采煤机的开机率和工作面单产，建立了综放面采放系统设备生产能力配套模型，得到与采煤机割煤能力相适应的循环内平均放煤能力，且后部刮板输送机运输能力应大于循环内平均放煤能力．综放面采放系统设备生产能力配套模型在义马杨村煤矿轻型支架综放开采中得到验证，年产量达到1．05Mt，取得了较好技术经济效益．     

极软突出厚煤层大采高综采片帮冒顶防治技术

为了解决梁北煤矿在极软突出厚煤层条件下首次采用5.0 m大采高综采一次采全高工艺,实施过程中出现大面积煤壁片帮和端面冒顶的技术难题,采用台阶式采煤等常规防治技术,并针对不同煤层厚度与顶底板条件注马丽散加固材料、自然留底煤及提架控顶等防治技术措施,工作面收尾时采用台阶法刷扩控顶收作技术,保证了工作面的安全高效回采和顺利收作回撤.     

大断面切眼支护技术研究与实践

针对古城煤矿S1303综采工作面切眼的地质构造与施工条件,提出了大断面切眼采用“锚网索+π型梁棚+预注浆”联合支护方案,有效地控制了大断面切眼留顶煤施工期间的支护难题,保障了S1303综采面切眼能够满足设计要求和如期完成施工,为同类条件下的切眼施工提供了一定参考。     

薄基岩浅埋深大采高工作面矿压规律及支架适应性分析

 纳一矿326-01大采高综采工作面为典型的浅埋深长壁大采高综采工作面,通过对该工作面液压支架阻力的现场观测研究,掌握了浅埋深大采高综采工作面矿压显现规律,分析了大采高综采液压支架适应性,揭示了浅埋深长壁工作面的顶板来压特征,研究结果可为类似条件大采高综采工作面安全高效回采提供参考     

基于水力割缝的高瓦斯煤层掘进工作面强化增渗技术与实践

以山西省潞安一缘煤业150112试验工作面运输巷的掘进为工程背景,基于GF-100型超高压水力割缝设备,分析了煤巷掘进工作面高压水力割缝强化瓦斯抽采的技术原理。将高压水力割缝工艺与高瓦斯矿井煤巷的安全、快速掘进有机结合,提高了掘进工作面煤体的渗透特性,增强了瓦斯抽采效果,形成了基于水力割缝的高瓦斯煤层掘进工作面强化增渗技术工艺体系,并在试验工作面煤巷掘进中进行了应用。结果表明:①将高压水力割缝工艺应用于高瓦斯矿井煤巷的掘进作业,解决了使用常规方法施工措施钻孔工程量大、抽采周期长的问题;②在采用水力割缝作业期间,瓦斯抽采量提高了2.36～2.4倍,平均日进尺提升了近2.5倍。     

浅埋深大采高矿压监测与分析

针对杨家村浅埋深大采高的现状与特点,在222203工作面安设了17台KJ216矿用观测设备对工作面进行矿压观测。结果表明:该矿初次来压时压力现象明显,最大值超过支架的额定阻力,周期来压步距范围为8.5～17.5m。同时,顶板破断明显,地表塌陷剧烈,塌陷裂缝几乎垂直于工作面。该研究为大采高浅埋深工作面来压情况及顶板管理提供了可靠的数据依据。     

厚煤层综放工作面大断面切眼支护实践研究

针对余吾煤业厚煤层综放工作面切眼采用传统架棚支护存在的诸多问题,提出在正常地段施工锚网索支护,在异常地段实施U32型钢棚子支护的切眼新支护方案。通过新支护方案的实施,1205工作面切眼表面位移变化不足5%,能够满足设备安装尺寸要求,支护效果较好。     

大采高工作面开采方式的合理选择

针对大采高采煤工作面开采中存在的工作面间煤柱留设大、局部采高小于煤层厚度、工作面两端头三角煤过渡段留顶煤等问题,通过采用加大工作面长度、增加采高、跨巷回采、三角煤回收、改变工作面布置形式为跳采式的工作面开采顺序,实现窄煤柱回采等方式提高煤炭采出率。结果表明:大采高工作面布置及开采方式的合理选择,可以使资源采出率达到75%~80%。     

高地应力切顶留巷围岩快速控制技术研究

为解决深部高应力区切顶留巷围岩破碎、初期支护手段无法有效控制围岩的难题,以陈四楼煤矿十七采区21702工作面为实际工程背景开展切顶留巷围岩控制技术研究。根据工作面地质条件,分析切顶留巷的变形机理,设计切顶爆破参数及初期巷道的支护方案。针对工作面推进过程中,巷道变形大,围岩破碎等情况,设计切顶留巷补强支护方案:采用一种新型速凝、早强的无机双液注浆材料对切顶留巷破碎围岩注浆加固,快速有效地控制巷道变形;同时设计柔性挡矸自成墙体的巷帮挡矸措施,实现主、被动结合的切顶留巷补强支护方式。结果表明:在陈四楼煤矿21702工作面切顶留巷采取巷道补强技术,留巷巷道在二次采动应力作用下,顶板下沉量最大为147mm,两帮位移量最大为335mm,底板底鼓量最大为402mm,留巷围岩得到有效控制。     

综放工作面参数正交回归优化研究

综放工作面生产能力受到工作面长度、割煤速度、移架速度、放煤速度、班进刀数、回刀速度等各种参数的综合影响。在统计分析综放工作面系统和基础上建立各子系统模拟模型,运用正交优化设计与模拟回归技术,系统地研究了放工作面参数优化,获得综放工作面各参数对工作面生产能力的影响规律,即影响工作面产量的因素按重要程度排序为：原班进刀数、工作面长度、割煤速度、回刀速度、移架速度和放煤速度。