龙马煤矿切顶卸压爆破炮孔间距研究

以龙马煤矿切顶卸压沿空掘巷为研究背景,通过理论分析、采用理论计算及ANSYS/LSDYNA数值模拟对切槽聚能爆破炮孔间距进行了研究。理论分析表明,应力强度因子修正系数F值随着炮孔切槽深度的增加而增大。数值模拟表明,随着炮孔间距的增加,切槽炮孔尖端最大切向拉应力逐渐减小,当炮孔间距为1.4 m时,切槽尖端可以达到的最大切向拉应力为113.1 MPa,相比炮孔间距为2.0 m时的切槽尖端最大切向应力78.4 MPa提高了44.2%。在炮孔间距离小于1.8 m的情况下,切槽孔能够开裂贯通形成较为平整的断裂面。     

动压影响巷道切顶卸压护巷技术研究

15111回风顺槽在围岩承载能力差、强度低以及采动压力等综合影响下呈现出围岩变形严重、部分支护体系失效等问题,难以满足后续使用需要。结合现场条件,提出综合使用切顶卸压+恒阻大变形锚索补强技术控制动压巷道围岩变形。在巷道采面帮按照800mm间距、10°倾斜角、8.2m孔深布置一排切顶卸压钻孔,起到改善巷道围岩应力条件目的;在巷道顶板按照1200mm×800mm间排距布置3根恒阻大变形锚索,充分发挥恒阻大变形锚索预紧力大、悬吊能力强优点,减少顶板岩层离层量以及变形量。现场应用后,15111回风顺槽围岩变形较大问题得到较好解决,其中顶板下沉、两帮位移量分别稳定在103mm、82mm,巷道围岩变形取得较好效果。     

爆破切顶卸压技术在小煤柱留巷中的应用

为解决青洼煤业小煤柱留巷时应力集中高、巷道压力大等问题,采用爆破切顶技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计等,并提出了快速装药技术.现场试验效果表明,快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后小煤柱应力分布较均匀,承载力较强,工作面回采后留巷变形量较小,卸压效果显著.     

综放工作面聚能爆破切顶卸压护巷技术应用

为保证镇城底矿28116工作面南一下组回风下山的稳定,基于切顶卸压护巷技术,分析了工作面切顶卸压前后的巷道受力情况,提出了针对巷道顶板进行切顶卸压,切断悬臂梁结构,防止应力传递到巷道中;并根据工作面具体参数确定了聚能爆破炮孔布置位置及爆破技术参数,共确定聚能爆破孔170个,辅助孔169个;在现场作业时,采用了锚索补强支护,切顶卸压后并针对南一下组回风下山顶巷道变形量及顶板离层量进行了监测,结果表明:变形量较小且可以保证南一下组回风下山巷道安全稳定。切顶卸压技术有效地提高资源回收率,为矿井带来更大的经济效益和安全效益,为类似矿井工作面提供了借鉴经验。     

屯兰矿12507底抽巷深孔爆破卸压保护措施与应用

针对屯兰矿12507底抽巷在12507工作面采动影响下巷道变形大,难以维护的现状。采用现场调研和数值模拟相结合的研究方法,确定了12507工作面切顶角度为70°,炮孔斜长和间距分别为18 m和3 m时,对12507底抽巷的保护效果最好。     

大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术研究

针对马道头煤矿5209工作面回风巷在高强支护情况下,伴随着上临5210工作面回采产生的巷道大变形问题,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,对大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术进行了研究。研究结果显示：巷道爆破切顶卸压的工作机理是通过对煤柱侧未垮落基本顶岩层进行爆破切顶,使其及时垮落,进而减小煤柱载荷和基本顶岩层因为旋转下沉而对煤柱造成的挤压变形|基本顶岩层在爆破切顶卸压后初次垮落步距与周期垮落步距均减小,进而减轻了矿压显现程度|爆破切顶卸压的最佳切顶角度为60°,在爆破切顶卸压后,煤层垂直应力峰值由21.1MPa降低至16.3MPa|爆破后钻孔窥视结果显示,爆破孔与导向孔均沿着孔内聚能管聚能槽方向产生了与走向切缝方向一致裂纹|在5209回风巷进行了巷道表面位移观测发现总体变形量较小,巷道完整性较好,定向爆破切顶卸压效果显著。     

22051巷顶板爆破切顶卸压技术研究

针对青洼煤业沿空掘巷时煤柱应力集中、巷道压力大等问题,采用爆破切项技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计,提出了快速装药技术.现场试验效果表明:快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后煤柱应力分布较均匀,承载力较强;沿空掘巷采后巷道变形量较小,卸压效果显著.     

切顶卸压爆破技术在沿空留巷中的应用

针对川煤集团达竹煤电集团公司柏林煤矿薄煤层沿空留巷围岩变形严重的问题,运用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了切顶卸压爆破技术的基本原理,介绍了0456(K24)回采工作面和巷道的概况。根据现场0456(K24)工作面机巷的实际情况,提出了采用切顶卸压爆破沿空留巷技术,确定了切顶卸压爆破的技术参数。现场试验结果表明,通过采用切顶卸压爆破沿空留巷技术效果明显,沿空留巷顶板变形量较小,从而有利于薄煤层的安全高效回采。     

8504工作面深孔爆破切顶卸压护巷技术应用

为解决阳煤五矿8504工作面回风顺槽围岩变形严重的问题,通过分析工作面地质条件,采用钻孔爆破的方式对顶板进行切顶卸压,确定炮眼参数。工程实践表明:切顶卸压后8504工作面回风顺槽围岩变形得到明显控制,切顶后采空区顶板垮落非常明显,说明了炮孔布置参数的合理性及切顶卸压的有效性。     

回采面顺槽深孔预裂爆破切顶卸压技术的应用

因工作面顺槽掘进过程中受相邻回采面的采动影响,导致顺槽掘进期间及后期回采过程中受压较大、维护困难;以斜沟煤矿23111工作面为工程实例,拟在该工作面的顺槽回采期间提前采用深孔爆破方法进行切顶卸压,以减小对相邻工作面顺槽掘进的影响;应用结果表明,顺槽深孔爆破切顶卸压技术切断了回采面及端头采空区的采动压力传播,显著减轻了相邻工作面顺槽掘进及回采期间的矿压显现.     

小煤柱大巷切顶卸压试验研究

针对赵庄二号井2103大巷保护煤柱宽度大、变形严重的问题,选取190m试验段,进行了切顶高度设计、钻孔设计、装药设计等,进行了现场爆破切顶试验和效果考察。结果表明:切顶卸压为减小煤柱宽度、维护大巷稳定的有效途径;确定切顶高度40m,倾斜钻孔长度41.5m,钻孔间距2m;2303工作面停采后,30d内巷道变形基本结束,两帮累计移近量220mm,顶板下沉量50mm,与前期不切顶段对比,巷道变形量减小80%以上,煤柱宽度减小70%,效果显著。     

带有导向孔的浅孔爆破在留巷切顶卸压中的应用研究

厚层坚硬顶板切顶卸压是优化沿空留巷围岩应力和结构有效途径之一,将导向孔应用到切顶卸压中是新的尝试。基于浅孔爆破沿空留巷切顶卸压机制,利用LS-DYNA数值模拟与理论分析相结合的方法,分析了导向孔作用机理,探究了参数选取对爆破效果的影响。研究结果表明:导向孔增加了自由面,对炮孔连线方向上的切向应力影响明显,提高了炮孔间裂隙贯通率和炸药能量利用率;装药孔不耦合系数取1.31时可充分发挥导向孔应力集中效应;最大切向拉应力与导向孔直径呈正变关系,但对远离导向孔的位置影响微小。根据岩石的动态抗拉强度,确定装药孔间距1.2 m。     

工作面初采深孔爆破切顶技术应用

针对官地煤矿22613 X作面采空区顶板悬空面积较大、控制困难等问题,采用理论分析和工程经验确定了采用3组炮孔针对顶板进行爆破切顶:A组18个炮孔;B组18个炮孔;C组6个炮孔,并确定了各组炮孔的技术参数。通过现场应用,不但保证了工作面的安全生产,且创造了可观的经济效益,为类似的矿井工作面切顶卸压提供了借鉴经验。     

切顶留巷深孔预裂爆破炮孔间距数值模拟分析

为提高煤炭资源回收率,缓解采掘接替紧张,避免因留设煤柱产生的煤矿地质灾害,切顶留巷技术已成为煤矿煤炭开采的主要方法,为研究不同切顶炮孔间距对岩石顶板的爆破切顶的影响,利用有限元模拟软件LS-DYNA,建立有、无地应力双孔预裂爆破模型。依次设置炮孔间距为10、12、14、16倍炮孔直径,结合数值模型的有效应力云图、有效应力时程曲线和炮孔间裂纹扩展等结果综合分析选择最优的炮孔间距,并在现场进行试验。结果表明：地应力对炮孔裂纹有抑制作用;在地应力状态作用下,两炮孔裂纹贯穿距离为9～11倍炮孔直径效果最好,且对周围岩体的损伤较小,与现场钻孔窥视结果一致。     

动压影响巷道切顶卸压护巷技术研究

和尚嘴煤矿5110工作面运输巷顶板易形成应力集中区,为保证巷道围岩的稳定性,在巷道顶板进行超前预裂爆破,减小巷道顶板压力与巷道的变形量。通过理论计算和FLAC^3D模拟可知,巷道切顶高度为8 m、角度为15°时爆破效果最优。预裂爆破后采空区顶板基本随采随冒,未出现大面积悬顶;最大顶板下沉量均低于500 mm。预裂爆破切顶卸压取得良好效果。     

预裂切顶卸压技术在王庄煤矿6212工作面的应用

王庄煤矿6212工作面与6208工作面相邻,两工作面之间留设5 m保护小煤柱,6208工作面回风巷受6212工作面采动影响,顶、底板最大移近量约1 502 mm,两帮最大移近量约2 087 mm,巷道变形收缩严重。通过对6212工作面回风巷进行预裂切顶卸压,6208工作面回风巷顶、底板平均移近量减小了53.92%,两帮平均移近量减小了56.97%。实践证明:采用预裂切顶卸压技术可以有效控制6208工作面回风巷围岩的变形,保证巷道稳定,减小工程维修量。     

水压致裂切顶卸压在治理临空巷道动压变形的应用

针对坚硬顶板综放工作面邻面采空区侧向压力和本工作面超前压力对临空巷造成矿压显现的问题,在临空巷施工钻孔进行水力致裂临空侧坚硬悬板,通过预先切断和弱化顶板,使悬板及时垮落,减弱侧向压力对巷道的影响,达到弱化矿压显现的目的。现场试验表明,通过水压致裂切顶卸压实施,临空巷道变形得到了有效控制。