定向断裂控制爆破技术在巷道掘进中应用研究

在煤矿巷道掘进中,普通光面爆破技术存在着围岩表面超挖、欠挖、严重破坏等现象,后期支护难度大,维护成本高。在定向断裂控制爆破技术机理分析的基础上,提出了周边眼切缝药包定向断裂控制技术,进行了切缝药包爆破和普通药包爆破的工程应用对比研究。试验结果表明：采用外径38 mm、内径36 mm,切缝宽度4 mm、切缝长度600 mm的PVC管作为切缝管进行切缝药包定向断裂控制爆破,其爆破效果较好。切缝药包爆破改善了巷道断面平整度,开挖轮廓平滑,提高了半孔率,最大值为90%。爆破完巷道轮廓成形好,有效控制了超挖量,平均线性超挖量为0.171 m,降低了0.238 m。切缝药包爆破增加周边眼眼距,节约每立方米炸药用量25%,每循环进尺可减少炸药用量约20 kg,减弱了爆破震动。定向断裂控制爆破有效降低了对围岩体的损伤,增加了围岩的稳定性,取得了较为理想的爆破效果。     

三维动静组合加载下石灰岩力学特性研究

深部岩体处于“三高一扰动”的复杂环境中,为研究巷道掘进过程中冲击荷载对巷道围岩的影响,以石灰岩为研究对象,通过河南理工大学改进的SHPB动静组合加载试验装置,开展三维动静组合加载下的石灰岩力学特性研究。选取典型的轴压梯度（8、15、16、17 MPa）和围压梯度（1、2、3、5、7 MPa）,开展冲击气压梯度（0.5、0.6、0.8、10 MPa）的三维组合加载试验。研究表明：在三维动静组合加载下,石灰岩峰值应变增大,吸收能也随之增大,峰值达到87.7 W/J时,约为入射能的60%,试件破碎程度最为明显,呈现实验室“岩爆”趋势;反射能、透射能、吸收能随入射能的增加呈线性增长,反射能、透射能、吸收能、入射能和单位体积吸收能随平均应变率的增加呈二次函数增长。此外,在轴压、围压不变时,随冲击气压的增加,应力—应变曲线分为4个阶段,在达到应变峰值时,出现回弹现象,即试件的变形达到峰值应变后应变又开始减小;围压与气压保持不变,轴压变化时试件应力—应变曲线的变化规律与轴压、围压不变时冲击气压的应力—应变曲线的变化规律基本吻合;不同围压下岩石的破坏形态主要为拉伸破坏和压剪破坏。     

我国煤矿巷道锚杆支护理论及技术研究进展

随着我国巷道埋深的不断增加以及矿井环境的复杂化,巷道锚杆支护面临的挑战将更加严峻。基于相关文献的调研,对巷道锚杆支护相关理论进行了系统的总结,重点论述了近些年新提出的锚杆中性点理论、锚杆支护围岩强度强化理论、锚杆等强梁支护理论等;同时从锚固体应力分布规律、锚杆荷载传递规律、锚杆锚固界面力学特性、围岩的流变性及其产生的时效性等4个方面对锚杆作用机理进行了阐述;介绍了锚杆支护形式、锚杆设计方法、锚杆材料及结构等方面的主要研究成果。最后,结合巷道锚杆支护领域的研究现状,探讨了巷道锚杆支护中亟需解决的难题及研究重点。