某铁矿特大采空区处理方案设计研究与应用

某铁矿露天坑挂帮矿前期采用分段空场法开采,在开采过程中形成了一个总体积超过120×10~4m~3的特大采空区。通过分析采空区处理的一般方法,结合采空区现场调查情况、地表允许塌陷以及下部采用无底柱分段崩落法开采的特点,选择爆破崩落法进行处理。经对比分析硐室爆破、扇形深孔爆破设计方案的优缺点,最终在F53断层附近采空区顶板薄弱地段,利用扇形炮孔微差爆破技术使采空区与地表贯通形成泄压天窗,使采空区逐步白行垮冒,垮落岩石充填空区作为下部无底柱分段崩落法覆盖层,不仅实现了采空区安全处理,并且最大限度地节约了成本。     

深部巷道智能化钻爆技术研究与应用

随着采矿深度增加,井下生产作业环境也逐渐恶化,尤其是高温和岩石破碎这两大因素,加上普通凿岩台车熟练操作工数量不足,这些影响因素共同造成巷道施工效率低且工程质量差。智能凿岩台车内置的智能爆破设计优化软件可以根据不同的巷道围岩状况设计出不同的炮孔参数,降低了操作人员的爆破技术水平的要求,其精准定位性能可以大幅度降低井下工人在测量放线等辅助作业的时间和操作误差,也能减少开孔凿岩时间,解决了井下凿岩爆破对技术工人的过度依赖问题,提升了矿山的爆破技术水平。现场工程应用结果表明:在井下高温环境下,智能凿岩台车的使用有效地缩短了凿岩时间,降低了操作人员的工作强度,提高了凿岩精度和效率,炮孔利用率接近92%,减少了超欠挖现象,确保了爆破后作业面的平整,为后续作业提供了便利条件,同时也降低了生产成本,可在同类型矿山推广应用。     

塑料导爆管雷管井下击发的起爆方法研究

本文以非煤矿山井下爆破作业的起爆工艺为研究对象,简述了电雷管起爆、加长塑料导爆管起爆、铅管延期雷管起爆和电子数码雷管起爆4种导爆管雷管的起爆方法,分析出这4种起爆方法与非煤矿井下高频次的爆破作业属性不相匹配。采用超细绝缘导线代替长塑料导爆管和起爆针,选择"起爆器+爆破母线+超细绝缘导线(断路)+单发导爆管雷管+爆破网络"的起爆方式。     

斜坡道明槽转暗硐快速施工

某矿斜坡道含水流砂层明槽段,采用基桩帷幕防水、小型挖掘机分层分区一次挖掘、分段浇筑钢筋混凝土永久支护等施工工艺;明槽转暗硐段,采用小型挖掘机全断面一次挖掘、铲运机出矸、超前管棚+29U型钢棚+钢筋混凝土联合支护、短段掘支等施工工艺,实现了安全快速施工,取得了较好的技术经济效果。     

基于体视学原理的煤岩裂隙三维表征试验研究

 基于体视学原理,运用工业CT试验系统对煤样进行单轴加载扫描试验。对得到的CT扫描图像采用不同阈值求取其裂隙张量特征值平方和的曲线,选取曲线图拐点处所对应的阈值作为图像二值化的阈值,并验证该阈值是计算二阶张量的最佳阈值。同时实现体视学中对二值化后的图像测线及特征区域参数的提取,提出特征值平方和的概念作为描述煤样破损程度的参数。在从三维角度重构出的裂隙煤样中,选取3个正交面构造出二阶张量特征值平方和与孔隙率之间的关系,为进一步从三维角度描述煤样裂隙损伤奠定基础。     

花岗岩冲击力学特性及损伤演化模型

使用分离式霍普金森压杆(SHPB)对花岗岩进行不同应力波波长(0.8~2.0 m)和不同应变率(20~120 s-1)组合下的冲击试验,对其动态力学特性和损伤演化规律进行了研究。试验得出:花岗岩的动态抗压强度与应变率呈线性正相关,动态抗压强度因子与应变率的自然对数呈线性正相关;峰值应变与应变率呈线性正相关,且波长的增加使峰值应变水平整体抬升。通过多次冲击试验得出:在同一波长下,花岗岩的累积损伤随着应变率的增长呈指数型递增形式;当保持应变率范围不变的情况下,增大应力波波长,花岗岩的损伤累积效应加剧,依然呈指数型递增形式;在多次冲击作用下,花岗岩损伤整体发展趋势相似,但增长速率加快;并由此建立以指数函数为基础的损伤演化模型,确定出模型中参数物理意义,该模型能够同时能反映应力波参数和冲击次数影响。通过验证表明模型的合理性及参数物理意义的正确性。     

散装炸药在矿山巷道爆破掘进的应用效果分析

当前矿山巷道爆破掘进时,炮孔装填炸药多采用人工装填卷状炸药的方式,劳动强度大且作业效率不高,尤其在矿岩条件差和炮孔较深的作业环境,该方式严重影响了巷道掘进的效率,间接制约了矿山的生产能力。为此在非洲某铜矿进行散装炸药的巷道掘进爆破实验,使用井下压缩空气向水平炮孔中装填散状炸药的便携式装药设备,从炮孔布置、炸药种类和装填方式等对现行的巷道掘进工艺进行了改良。考虑巷道周边光面爆破的要求和底板积水的特点,掏槽孔和辅助孔采用散装炸药,周边孔和底孔采用卷装乳化炸药。通过改变风压来调节炮孔内的散装炸药的装药密度,经20余次实验,寻找到了较优的爆破施工方案,使该矿巷道掘进进尺成本每米节约15.4%,炮孔利用率提高到91.31%,平均单循环装药时间缩短了16.7%。同时该工艺在国内的某磷矿巷道掘进中也取得了较大的成功,其中炮孔利用率高达97%,平均单循环装药时间缩短近40%,为实现矿山巷道掘进机械化奠定了坚实的基础。