大红山铁矿Ⅰ号铜矿带台车掘进光面爆破试验研究

巷道成形良好的关健因素主要是矿岩的岩性、构造的发育情况、炮孔起爆顺序、孔内装药量和周边眼的间距。目前大红山铁矿井下掘进施工中起爆顺序和孔内装药量都已是成熟的技术，现阶段对台车光面爆破试验研究以调整周边眼的间距为主。为探讨大红山铁矿Ⅰ号铜矿带台车掘进光面爆破技术，通过不同周边眼间距的台车掘进光面爆破试验研究的效果对比，得到台车掘进光面爆破最优效果的最优周边眼间距，为大力推进台车光面爆破掘进奠定坚实的基础，随着研究的深入和实践经验总结，对各类金属矿山的采掘施工中，提高作业效率，降低安全风险，将得到更为广泛的应用。     

煤岩体双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应分析

针对煤岩体松动爆破施工中炮孔间距和爆破方案选择的问题，根据岩石动力学及爆破理论计算了双孔爆破裂隙区贯通的炮眼间距，并采用LS-DYNA分析了双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应对炮孔间距和爆破方案的影响。结果表明：双孔同时爆破，炮孔间距3.4 m（单孔爆破裂纹半径的2倍）时，炮孔间的裂隙区不能全部贯通，炮孔间距2.5 m时，炮孔间的裂隙区才能够全部贯通；微差爆破，炮孔间距3.4 m时，由于先爆炮孔周围裂隙区的裂纹在后爆炮孔应力波的叠加作用下发生明显的二次扩展，炮孔间的裂隙区能够基本贯通，而炮孔间距3.0 m时，炮孔间的裂隙区能够全部贯通并覆盖钻孔间全范围；现场采掘面进行松动爆破时，炮孔间距一般应小于单孔爆破裂纹半径的2倍（炮孔同时爆破约取单孔估算炮孔间距的70%，微差爆破约取单孔估算炮孔间距的90%），才能保证松动爆破效果；微差爆破与炮孔同时爆破相比，不但能保证爆破效果，而且还可以减少炮孔数量和爆破材料用量，是优先选择的爆破方案。     

煤矿岩巷爆破掘进炮孔密度优化研究

岩巷掘进工作面的炮孔密度(全断面炮孔数与断面面积之比)很大程度上影响了凿岩工作量和爆破效果,为了实现岩巷的快速掘进,需要对岩巷爆破的掏槽结构和其他爆破参数进行优化,在保证爆破循环进尺和巷道周边成型质量的基础上减少全断面炮孔数目,降低炮孔密度。根据在岩巷爆破掘进现场收集的资料,建立岩巷掘进爆破参数数据库,其中包含施工时间、矿区位置、掏槽方式、岩石普氏系数、掘进断面面积、全断面炮孔数目、炮孔深度、炸药单耗和炮孔利用率9个特征参数。通过对关键参数下的炮孔数目与断面面积进行线性拟合,得出关键参数在不同区间的炮孔密度变化规律,研究表明:大部分工程的炮孔密度约为5个/m²;炮孔密度与各参数具有一定相关性。其中,中深孔爆破的炮孔密度拟合值大于浅孔爆破;炸药单耗增大时,炮孔密度明显降低;炮孔利用率增大时,炮孔密度出现增大趋势;硬岩巷道的炮孔密度显著大于软岩;斜孔掏槽形式下的炮孔密度大于直孔掏槽的炮孔密度。炮孔密度较大是由于受到岩石破碎机理影响与爆破技术的限制,从而提出改进爆破技术,即采用二阶二段掏槽技术和周边孔切缝药包定向断裂控制技术。通过现场试验,发现同时采用二阶二段掏槽和周边孔切缝药包定向断裂控制技术既能够大幅降低炮孔密度,由5个/m²降到4个/m²,还可以保证爆破效果。研究对提高我国煤矿岩巷的快速掘进水平具有参考价值。     

浅孔卸压带抽放防突措施在位村矿的试验应用

为了解决煤巷掘进工作面瓦斯突出的威胁,加快掘进进度,缓解采掘紧张的局面,位村矿经过反复试验、比较,利用在掘进工作面施工大直径浅孔瓦斯抽放孔进行浅孔卸压带瓦斯抽放的措施,有效解决了瓦斯制约掘进进度问题,并且超指标率低,炮后瓦斯浓度低,减少了炮后排放瓦斯的时间,大大提高了掘进速度,保证了安全生产。     

中深孔光爆技术在硬岩巷道中的应用研究

目前,岩巷掘进的主要作业方式为炮掘,炮掘的循环进尺决定着掘进速度,因此,中深孔爆破的应用在岩巷掘进中日益广泛。中深孔爆破技术的实施受岩石条件的限制,在硬岩巷道中,炸药消耗量大、容易出现"抽炮"现象、炮眼利用率低,针对硬岩巷道中深孔爆破现场问题,对硬岩巷道中深孔爆破技术进行研究,通过改变掏槽方式、爆破参数、装药结构来改善爆破效果。本文以陈四楼煤矿为例,通过现场试验,对中深孔爆破技术在硬岩中的应用展开了研究。     

中硬-坚硬花岗岩的光面爆破

在掘进断面较大、服务年限较长的巷道时,应用侧墙和拱顶同时起爆,增大拱顶炮孔间距,减少炸药对拱顶的破坏,取得了较好的光爆效果.     

近距离煤岩独巷同向递进快速消突技术

为解决端氏煤矿集中回风巷独头掘进快速消突问题,借助近距离煤岩独巷同向递进的开拓条件,采用顺层孔和穿层孔立体交叉抽采技术全面控制防突区域。抽采期间为防治轨道大巷炮掘扰动破坏钻孔,顺层孔采用全孔段下放筛管以及穿层孔采用"破孔、透孔、分段封孔"三步走二次封孔的防突保障技术,实现防突钻孔高效、持久抽采。经过区域预抽35~40 d后,集中回风巷正前方和两侧15 m范围内煤体的残余瓦斯含量均小于8 m~3/t,满足区域防突效果检验要求,实现独头煤巷快速消突,保障"抽、掘"平衡。     

井下掘进工作面气相压裂技术应用研究

为消除掘进工作面煤与瓦斯突出危险,在莒山煤矿15117掘进工作面选择300 m作为气相压裂施工区域布置钻孔,共布置压裂钻孔50个,辅助抽采钻孔50个;在15106工作面仍然采用6 m压裂孔间距,同时增加使用4 m压裂间距,并对气相压裂消突效果进行了评价分析。分析结果表明,压裂之后煤层抽采效果较好,消除了突出危险,保证了掘进工作面的安全。     

不同孔间距抽采孔对深孔预裂爆破增透效果影响研究

为了研究不同孔间距抽采孔对深孔预裂爆破效果的影响,利用ANSYS有限元模拟软件,建立深孔预裂爆破影响范围物理模型,设计5种工况探讨不同孔间距抽采孔对深孔预裂爆破的影响效果;研究了不同孔间距抽采孔对爆破裂隙的扩展形态的影响,分析了抽采孔内壁质点位移及振动速度,最终确定合理的孔间距。模拟结果表明:孔间距为4 m时爆生主裂纹会贯穿经过抽采孔,抽采孔可能会出现塌孔现象。3~7 m的孔间距区间,随着孔间距的增大,抽采孔对煤体爆生裂纹的影响逐渐削弱;孔间距虽然对裂隙整体走势产生影响,但对于煤层整体的增透效果并未产生明显差异;确定深孔预裂爆破的预裂孔与抽采孔的最佳间距为5 m。     

基于岩石爆破损伤的合理炮孔参数研究

为改善腾冲县污水处理厂配套管网工程巷道掘进爆破效果,通过理论计算及LS-DYNA数值模拟方法对现有爆破方案中关键参数进行优化,分别建立不同掏槽及光面爆破数值模型并对其开展计算,提取爆破过程造成的损伤因子D,并基于损伤因子D对爆破效果进行分析。试验结果表明：双空孔可为掏槽孔间产生连贯空腔提供良好条件;对比掏槽孔间距为20cm、30cm、40cm时掏槽爆破效果,发现间距为30cm时能形成最大空腔且贯通;对比光爆孔间距分别为30cm、40cm、50cm时的爆破效果,随着孔间距增加,两孔间的损伤区由贯通转变为不贯通,光爆间距为40cm时爆破效果可达到最佳。将以上结论运用于实际工程,发现爆破效果明显改善,表明利用岩石损伤演化规律对隧道掘进中炮孔参数优化是行之有效的。     

瓦斯抽排孔最佳孔位设计研究

 摘 要：本文从岩层移动和变形特征的角度提出了瓦斯抽排孔设计的最佳三角形区域,并以淮南某矿地面抽排孔抽采数据为依据,通过分析其实际孔位与抽排效果之间的关系,总结出实际最佳抽排孔位置,并与提出的最佳三角区作对比,判断分析设计是否正确。该设计方法可以得到每个抽排孔所能控制的瓦斯排放区域以及其合理设计密度,为日后抽排孔设计提供了有力的指导作用,同时节省钻孔开支,提高瓦斯抽采效益。     

基于动力学原理的水力冲孔合理布置间距的选取及其工程实践

以主焦煤矿水力冲孔技术措施合理的钻孔间距布置为切入点,通过对钻孔周围瓦斯排放区域分区研究及效果考察,创新性地引入了抽采卸压应力影响灰色系数（根据矿井实际工程效果及经验确定）,采用Fluent数值模拟软件分析了不同布置间距下的钻孔间瓦斯压力分布情况,并在主焦煤矿2303工作面底板巷进行了现场试验,研究结果表明,主焦煤矿水力冲孔技术措施下合适的钻孔布置间距为7-7m时瓦斯治理效果较好。研究结论为同类型煤矿的水力冲孔措施合理布孔间距的选取提供了理论依据及工程实践经验。     

MATLAB在确定瓦斯钻孔间距的应用研究

瓦斯涌出是威胁煤矿安全生产的主要因素之一。在新矿井、新水平和新采区投产前,都应进行矿井瓦斯抽放,确定合理的钻孔抽放间距是提高瓦斯抽放率和确保工作面安全生产的关键。利用MATLAB对五虎山煤矿1201工作面钻孔的抽放半径进行数值模拟来取得合理的钻孔间距,为确保瓦斯的抽放效果提供了科学依据。     

大直径钻孔“以孔代巷”上隅角瓦斯治理参数优化及应用

为解决回采工作面上隅角瓦斯超限问题,提出大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术,应用数值模拟方法,对大直径钻孔参数进行了优化,确定了最优孔径、孔距和终孔位置。大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术在西曲矿18401工作面现场应用效果表明:大直径钻孔间距为5 m、孔径为350mm及钻孔终孔位置至顶板距离为0.3m时,上隅角瓦斯浓度降至最低,抽采效果最佳;与施工高抽巷抽采进行瓦斯抽采相比,大直径钻孔"以孔代巷"上隅角瓦斯抽采技术施工难度低速度快,成本降低85.79%;工作面回采过程中,上隅角瓦斯浓度均保持在0.2%以下,有效解决了采煤工作面上隅角瓦斯易于集聚的难题,保障了工作面的安全生产。     

煤层顶板砂岩水定向钻孔预疏放效果检验

煤矿井下定向钻进技术具有钻孔轨迹可精确控制、有效距离长、一孔多用等优点。针对唐家会矿顶板水害,采用定向长钻孔进行预疏放,通过首采工作面的疏放水实践以及穿层钻孔检验,顶板水疏放效果明显,为工作面掘进和回采提供了安全保障。     

基于COMSOL Multiphysics模拟的瓦斯抽采钻孔合理间距研究

为考察坪上煤业主采3号煤层的合理抽采钻孔间距,利用瓦斯在煤层中的运移和渗流规律,结合实测煤的参数条件,在相同的抽放负压、抽放时间等影响条件下,运用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟了不同钻孔间距时所抽煤层在抽采时间为400 d时钻孔影响范围内煤体瓦斯含量变化规律,得出了满足抽采时间条件下的合理钻孔间距为5 m。结合矿井2305（上）回采面巷道内开展了不同钻孔间距实测,在相同的瓦斯地质参数及抽采系统条件下,连续抽采且观测时间达到400 d时各钻孔的瓦斯抽采纯量和钻孔浓度变化。确定了在抽采时间达到400 d时,抽采钻孔间距为5 m时的钻孔瓦斯浓度为35%、流量为0.04 m3/min,受抽采系统影响明显;而间距在6 m的钻孔的流量和浓度仍保持自然衰减特征。模拟和现场实测均验证了该矿瓦斯抽采钻孔间距布置以5 m最佳,该研究为实际生产过程中确定合理的钻孔间距提供理论依据,为矿井瓦斯抽采布局及瓦斯治理提供了技术保障。     

车集煤矿底抽巷穿层钻孔有效抽采半径研究

钻孔抽采瓦斯是有效防治矿井瓦斯、消除突出危险的重要措施,钻孔有效抽采半径是抽采的重要参数.为了合理确定车集煤矿穿层预抽钻孔的布孔间距,通过现场实测,采用瓦斯流量法和瓦斯含量法对26采区的普通孔、水力冲孔的有效抽采半径进行考察,并根据车集煤矿二2煤层实际赋存情况,采用Comsol数值模拟软件对普通孔、水力冲孔的有效抽采半...     

亭南煤矿液态CO2致裂巷道卸压技术的应用研究

为了消除冲击地压给亭南煤矿带来的安全隐患，采用液态CO₂致裂技术对危险区域的煤体进行预裂爆破。通过数值模拟研究控制孔对钻孔爆破的影响及亭南煤矿爆破孔的合理间距，并采用钻屑法对爆破后的效果进行分析。研究结果表明：控制孔的存在对煤预裂爆破效果是有利的，施工控制孔之后进行煤层液态CO₂爆破的裂隙区影响范围明显大于无控制孔时的爆破的裂隙区影响范围；爆破孔的合理间距为7 m；爆破后钻屑量的测定结果均小于钻屑量的临界值，爆破后消除了煤体冲击地压的安全隐患，可以正常开采。     

大直径钻孔在瓦斯抽采中的应用

杉木树矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯灾害严重,瓦斯抽采对矿井安全生产具有重大意义,而瓦斯抽采的关键影响因素在于煤层的透气性和抽采钻孔。由于以前施工的钻孔终孔孔径小（<75 mm）,有效抽采段长度短,抽采效果差,不利于瓦斯的抽采;采用直径大于120 mm的钻孔后,钻孔孔径增大,钻孔更深,有效抽采长度更长,孔内暴露面积更大,孔内裂隙较φ75 mm钻孔更发育,提高了煤层的透气性,抽采效果好。大直径钻孔在杉木树矿的成功应用,提高了抽采率,为杉木树矿创造了安全生产的条件。     

顺层预抽钻孔封孔技术优化及应用研究

煤矿井下顺层预抽钻孔封孔应根据不同倾角类型有针对性地采取优化措施。通过对平庆煤矿封孔现状的考察和大量的封孔优化对比实验,得出顺层预抽钻孔孔口免抽段长度、使用钻屑量与地应力之间存在的函数关系,确定了合理封孔深度。从瓦斯抽采效果、经济性、操作难易程度综合考虑,对比分析得出不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化技术,并在现场实际使用论证。上行钻孔封堵孔外,下行钻孔封堵孔内,近水平钻孔封堵孔内和孔外。不同类型倾角顺层预抽钻孔封孔优化后,提高了抽采浓度,缩短了煤层预抽时间,保障了煤矿安全开采。