立井分段掏槽爆破技术应用研究

为了提高立井深孔掏槽爆破效率,减少爆破器材消耗量和循环钻爆作业时间,加快立井施工速度,对立井深孔二分段掏槽和三阶段掏槽的掏槽眼直径、深度、分段数及起爆时差参数进行了应用研究.结果表明,分段式掏槽爆破技术上可行,经济上合理,有利于提高立井中硬岩地层深孔爆破效率,加快施工速度.     

立井深孔爆破直眼掏槽技术

立井开凿深孔爆破采用两阶槽孔同深直眼掏槽和分段直眼掏槽较为理想。分析这两种掏槽的爆破机理，提出两种掏槽爆破参数设计方法和进行实际施工验证。     

立井深孔直眼分段掏槽改善爆破块度机理的分析与研究

利用微差爆破破岩理论,对分段掏槽改善破碎块度的机理进行了分析,最后结合单孔爆破漏斗试验和掏槽爆破试验,分析研究直眼分段掏槽对破碎块度的影响,两种实验都证明,分段掏槽爆破可提高掏槽效率,改善破碎块度,因此在进行中深孔爆破特别是深孔爆破时应优先考虑选用。     

超深孔光面爆破在立井施工中的试验与研究

为了提高立井掘进爆破效果,采用理论分析和现场试验,对立井爆破中掏槽爆破、光面爆破等关键技术问题进行了分析和研究,并成功把超深孔光面爆破应用于立井掘进中。试验结果表明:超深孔光面爆破中较合理的掏槽方式是二阶单斜眼掏槽,较优的装药结构是孔底水间隔装药。     

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。     

立井基岩深孔定向断裂爆破应用技术研究

为提高煤矿立井深孔爆破效果,减少爆破器材消耗和钻眼爆破作业时间,在羊渠河煤矿羊东风井基岩掘进爆破施工中,进行了深孔二阶两分段筒形掏槽和周边定向断裂爆破试验。结果表明:该项工艺技术爆破效果好,对围岩破坏小,可加快立井施工速度,经济合理;操作简便易行,便于掌握,有利于现场推广应用。     

深孔分段爆破成井技术在谦比西铜矿东南矿体的应用

谦比西铜矿东南矿体深孔采场切割井施工存在效率低下、施工困难、掘进成本高等问题。为提高切割井施工效率和降低掘进成本,本文提出了深孔分段爆破成井技术。通过研究深孔掏槽爆破机理,确保爆破过程中有足够的补偿空间,采用1个中心掏槽孔、6个空孔、8个辅助掏槽孔的布孔方式,选取掏槽孔孔径76 mm,空孔孔径152mm,中心主掏槽孔与空孔孔间距取400 mm,通过补偿系数的计算验证了布孔方式的合理性。并根据实验采场一次爆破成井的5次试验,针对15m深井制定了底部第一分段6.5 m与第二段分段8.5 m的深孔分段爆破方案,设置了合理的延期时间。最后,将研究成果在谦比西东南矿体切割井掘进过程中进行了测试,顺利爆破形成断面3×3 m,高度为15 m切割井。现场实际应用表明深孔分段爆破成井技术在谦比西东南矿体具有很好的适用性,可提高切割天井的成井效率,为类似的切割井爆破工程提供借鉴。     

提高掘进速度的几项技术措施

我矿在掘进中小断面巷道中,采用了深孔分段爆破掘进斜井(斜天井、斜切割井及斜回采井),水平深孔分段掏槽和中心大孔掏槽掘进平巷,一次爆破使用两种不同威力的炸药及巷道底板道床的应用。提高了掘进效率,改善了爆破效果。现将初见成效的几项技术措施分述于后。     

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...     

立井硬岩掘进爆破技术

平煤五矿三水平回风立井83～218.7m深段为坚硬砂岩.井筒刚进入此段岩层施工时,钻眼速度慢,爆破效率低,施工速度慢.通过对钻眼机具、掏槽形式、爆破参数、装药结构、起爆方式和炮眼填塞等方面的分析研究和反复实践,摸索出了一些立井过硬岩段钻爆施工的有效技术措施,提高了爆破效果,加快了施工速度,同时为类似岩层条件下的井简掘进爆破施工提供了经验.     

立井井筒基岩段深孔爆破技术参数优化分析

 通过对钻眼机具、掏槽形式、爆破参数、装药结构、起爆方式和炮眼填塞等因素的分析和研究,提出了立井过基岩段时深孔爆破的有效技术措施。爆破实践表明,提高了爆破效果,加快了施工速度,同时为类似岩层条件下的井筒掘进爆破施工提供了经验。     

深孔预裂爆破技术在井筒揭煤中的应用研究

针对淮南矿区井筒揭穿低透气性突出煤层施工周期长,很大程度上制约矿井采掘接替等问题。提出了利用深孔预裂爆破技术,增加煤体透气性,提高瓦斯抽采量,缩短井筒揭煤时间的新方法。主要研究了深孔预裂爆破煤层增透防突的作用机理,模拟分析出某矿第二副井13-1煤层的爆破松动半径为4m,优化设计了井筒揭煤钻孔布置方案;现场考察了深孔预裂爆破煤层增透后瓦斯抽采纯量较爆破前增大了4倍,提高了煤层瓦斯抽采率,从而使井筒揭13—1煤层时间缩短至32d。     

主斜井井底溜煤眼及给煤机硐室快速施工技术

 为缩短占用井筒影响时间,实施给煤机硐室和溜煤眼同时施工。采用从下向上打眼放炮普通法施工,利用主斜井井筒原有施工设备出矸,减少运输环节、加快提升速度;在原有支护设计的基础上,将给煤机硐室直墙部分支护方式由浇注混凝土调整为喷射混凝土,避免了气候条件对施工进度的影响,缩短了施工工期,同时制定了其他相关安全保障措施,从而形成了一套系统的井底溜煤眼及给煤机硐室的快速施工技术,为今后溜煤眼及给煤机硐室快速施工积累了丰富的经验。     

钻孔电视在深孔爆破成井中的应用

某矿利用深孔爆破成井技术形成高溜井，因岩体局部节理裂隙发育，严重影响爆破效果和效率。提出了利用钻孔电视从前视角度和侧视角度对钻孔内孔壁进行无扰动的原位钻孔摄像，分析岩层结构、节理裂隙，绘制岩层剖面图，根据结构面的产状调整装药结构和爆破方案，避免了爆破事故，快速顺利穿越结构面。实践证明，在钻孔电视的协助下进行深孔爆破成井，可视化程度高、成本低、安全高效。     

大断面立井5m深孔控制爆破技术研究

针对思山岭铁矿副立井5m深孔控制爆破炮眼利用率低、爆破质量差的问题,提出了周边眼配合外圈浅眼控制井帮质量、间隔双管正反向装药和二阶直眼分段式掏槽的优化技术措施,并进行了现场爆破试验。结果显示:优化后的5m深孔控制爆破,炮眼利用率达到90%以上,解决了井帮超欠挖、爆破飞石等问题,提高了爆破效果,技术经济效益明显。     

立井井筒基岩段深孔爆破振动测试与分析

为了降低爆破施工对井筒围岩的振动作用,根据井筒断面、岩石性质以及钻爆器材等因素,对爆破参数进行了优化设计。基于地震波传播特征和爆破振动测试原理,提出了立井井筒深孔爆破振动现场监测方法,研究基岩段爆破地震波传播规律。通过对爆破振动信号的回归分析,得出了适用于该工程的爆破振动衰减规律的经验公式,可为预测掘进爆破地震强度和采取减振措施提供了依据。     

坚硬火成岩侵蚀岩石巷道中深孔爆破技术

为了能够减少掘进工序中的辅助作业时间,提高单循环进尺,加快掘进速度,根据杨柳煤矿北翼轨道运输大巷现场巷道条件和施工条件,在火成岩侵蚀段进行中深孔光面爆破技术应用研究.优选钻眼机具和爆破材料,对掏槽爆破和光面爆破等技术方案和爆破参数等认真分析并在试验中不断优化完善,再加上严格的科学组织管理,中深孔爆破技术研究取得了良好的效果.     

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。     

硬岩掘进中主要爆破参数的确定与作用

煤矿坚硬岩巷掘进中,各爆破参数对掘进速度影响程度是尚待研究的问题。以四川煤炭产业集团广能公司下属矿井为研究背景,利用数值模拟与现场实验结合方法加以研究。根据凿岩台车钻速、钻臂特点设计掏槽角范围和孔长;按现场实际建立5个计算模型,在掏槽角、单孔药量、中心孔装药爆破等3种掏槽参数变化下,对爆破动态应力、破碎范围、掘进进尺进行量化分析和比较。研究结果显示:钻车条件下掏槽角度变化有限,因此正常掏槽角度对进尺影响较小。采用1.2 kg单孔药量时在掏槽关键区间内,有中心孔爆破时平均有效应力峰值较无中心孔爆破增加46.4%~76.7%,主要截面破碎面积增加24.7%~51.8%。如只增加药量对提高进尺效果则不明显:单孔药量增加50%,主要剖面破碎范围提高8.5%~13%,现场爆破进尺仅提高2%~10%。研究表明:掏槽中心孔爆破是影响硬岩掘进速度关键因素。     

千米埋深特厚煤层井筒揭煤综合防突技术

为解决千米埋深特厚煤层立井揭煤防突和穿煤施工安全,通过建立区域突出危险性预测、深孔预裂控制爆破增透抽放、效果检验和验证、中空锚杆金属骨架、远距离放炮揭煤、突出危险性预警和壁后预留排放等组成的七步法综合防突技术,从技术、施工组织、工程质量和安全防护4个环节保障施工安全。结果表明：采用深孔预裂控制爆破强化措施,抽放41 d达到区域防突要求;采用2圈中空锚杆注浆加固和壁后预留1圈排放孔等新工艺,揭煤和穿煤期间瓦斯浓度非常稳定,实现了零超限揭穿千米埋深9.8 m厚突出煤层。