应用控制爆破技术使综采面通过冲刷带的实践

介绍了沿冲刷预掘探巷、深孔控制预裂爆破、浅孔控制爆破、改变割煤工艺、加强顶板管理等,实现综采工作面过大面积冲刷带连续开采的技术。     

控制爆破技术在综采工作面直接通过冲刷带的应用

通过采用沿冲刷预掘探巷、深孔控制预裂爆破、浅孔控制爆破、改变割煤工艺、加强顶板管理等技术措施，实现了综采工作面过大面积冲刷带连续开采技术。     

深孔预裂爆破在工作面过大落差断层中应用

传统回采工作面过大落差断层采用搬家方式,存在耗时长、煤炭资源浪费等问题。本文提出将深孔预裂爆破技术应用于采面过大落差断层中,辅助采煤机割岩,并详细对爆破钻孔装药结构、装药方式、封孔、爆破等技术进行分析。现场应用表明,采用深孔预裂爆破技术后,爆破孔间岩石块度分布均衡,爆破破岩效果显著,可以辅助采煤机破岩,使得采煤机可以顺利通过大落差断层。     

深孔预裂爆破弱化坚硬陷落柱技术研究

针对庞庞塔煤矿综放工作面范围内陷落柱岩石坚硬、采煤机截割困难、截齿损耗大,严重制约工作面的推进速度和生产效率等问题,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了综放工作面煤层赋存情况和岩石预裂爆破机理,提出过陷落柱构造采用深孔预裂爆破技术方案和爆破参数,并利用数值模拟和现场工业性试验验证了爆破方案及参数的合理性,取得了良好的爆破松动效果。研究表明:利用深孔预裂爆破弱化工作面的陷落柱,打眼放炮工作均在工作面运输巷内进行,不干扰工作面正常生产作业,极大地提高了工作面的推进速度和生产效率。     

深孔爆破在大采高综采工作面过矸区中的应用

针对赵庄矿大采高工作面过矸区截割回采困难的现状,提出了综采工作面过矸区深孔爆破技术,介绍了该技术的特点,该矿5312工作面回采顺槽机尾巷道因陷落柱割矸影响正常回采,因此对矸区进行深孔爆破预裂处理。该回采工艺消除了回采面爆破对采煤机的截割震动,减低了机电事故的发生,提高了回采效率,减少了成本的投入。     

松藻煤矿快速石门揭煤技术研究

针对松藻煤矿煤层松软,透气性差,现有石门揭煤技术工程量大,揭煤时间长等问题,采用深孔预裂爆破和高压水力割缝快速石门揭煤技术,分别对深孔预裂爆破的钻孔布置方式和爆破参数,高压水力割缝的钻孔布置方式和水力学参数进行了研究。应用结果表明,深孔预裂爆破快速石门揭煤技术可使钻孔平均进尺数下降806.7 m,且石门揭煤时间由72.3 d下降为32 d,揭煤时间缩短55.3%;高压水力割缝快速石门揭煤技术使钻孔平均进尺数下降905.7 m,且石门揭煤时间由72.3 d下降为27.7 d,揭煤时间缩短61.2%。上述2种方法都可解决揭煤时间长,工程量大的问题,其中高压水力割缝石门揭煤技术效果更好。     

临涣煤矿1067综采面断层硬岩多向聚能爆破预裂技术研究

淮北临涣煤矿斜穿性大断层NDF₁₅₃对1067综采面回采存在严重影响,为了保障工作面快速过断层,采用多向聚能爆破技术预裂处理断层硬岩。在确定最短煤机截割轨迹基础上,采用剖面法设计炮孔布置参数,并基于Mises屈服准则模拟计算炮孔间距,选用含有4个聚能槽的多向聚能管,通过大孔径大装药量深孔聚能爆破,取得了60 m孔深孔壁围岩较好预裂效果,提高了工作面煤机截割速度。     

岩巷综掘的超前深孔预裂松动爆破技术研究

针对硬岩巷道掘进过程中破岩速度慢、截齿损耗严重等问题,提出采用超前深孔预裂松动爆破技术增加坚硬岩体内部损伤与裂隙,使得掘进机能够正常截割。以潞安矿区坚硬岩石为背景,开展了深孔预裂爆破的理论分析与数值试验研究,据此确定深孔爆破的参数并开展工业性试验。试验结果表明:超前深孔预裂松动爆破后,岩体内部形成大量裂隙,降低了围岩的强度,综合掘进速度提高50%以上,月进尺达到129m,同时截齿消耗降低51%。     

巴彦高勒煤矿311202采煤工作面过断层技术研究

为了降低断层对采煤工作面回采影响,以311202采煤工作面过DF19断层工程实例,提出预掘巷道深孔爆破方式辅助采煤机破岩来提高采煤工作面过断层效率。在运输巷与断层交汇处,沿断层在采煤工作面展布方向预掘巷道,在巷道内施工深孔预裂爆破孔弱化岩层。优选了预掘巷道深孔爆破下采煤工作面过断层方案,即采煤工作面与断层交线相距55.84m时按-7°俯角破底掘进并具体确定了预掘巷道内深孔爆破技术参数。采用的预掘巷道深孔爆破技术方案可实现预裂爆破与采煤工作面回采同步进行,可显著提高采煤工作面过断层效率。     

新元矿9108工作面深孔预裂爆破过陷落柱技术研究及应用

为提高工作面过陷落柱效率、降低安全隐患,以新元矿9108工作面过X85陷落柱为工程背景,提出采用深孔预裂爆破的方法过陷落柱,模拟分析了不同直径药卷爆破后产生的围岩扩裂半径,确定了深孔预裂爆破钻孔布置方式及爆破参数,并进行了工程应用。应用结果显示,深孔预裂爆破可显著提高工作面过陷落柱的效率、降低截齿损耗。     

过大断层深孔预裂爆破方法研究

为解决大断层影响推采进度、常造成工作面被迫停采的问题,山东新巨龙能源公司提出了在综采工作面采用深孔预裂爆破过大断层工艺,对爆破巷布置及深孔预裂爆破参数进行分析论证。实践证明,深孔预裂爆破可切实提高过大断层的效率,为工作面高效推采提供了保障。     

基于低渗透煤层深孔预裂爆破工艺优化的考察分析

针对单一低渗透突出煤层深孔预裂爆破存在的装药难、封孔难的技术问题,以深孔预裂爆破理论为指导,进一步优化了施工工艺,指导现场施工。现场应用表明,利用深孔预裂爆破卸压增透新工艺,可有效解决突出煤层深孔预裂爆破存在的装药难、封孔难等技术难题,大幅度提高工作效率,为突出矿井安全生产提供技术支撑。     

低透气性煤层深部复杂地质高瓦斯区域深孔预裂爆破技术

采用深孔预裂爆破技术在五阳煤矿深部煤层地质复杂区域进行了试验研究,对瓦斯抽采效果进行了考察并确定出了深孔预裂爆破影响半径。实施深孔预裂爆破后,煤层瓦斯抽采浓度增加1.28¹.87倍,瓦斯抽采纯量增加1.431.87倍,瓦斯抽采纯量增加1.43³倍,确定的深孔预裂爆破影响半径为5 m,最佳抽采半径为33倍,确定的深孔预裂爆破影响半径为5 m,最佳抽采半径为3⁵ m。说明深孔预裂爆破技术在煤体内形成了较大范围的连通裂隙网,提高了深部地质复杂区域煤层透气性。     

深孔预裂爆破技术在煤巷快速掘进中的应用

针对五阳煤矿煤层透气性低、瓦斯浓度时常超限、煤巷掘进速度慢和工作面接替紧张等问题,在分析深孔预裂爆破工艺和确定爆破参数的基础上,提出了迎头深孔预裂爆破和巷帮预抽瓦斯的快速掘进技术,并结合现场进行了工业试验。结果表明:深孔预裂爆破技术提高了煤层的透气性,巷帮钻场的瓦斯抽采量为爆破前的1.3倍;降低了掘进工作面的瓦斯涌出量,实施深孔预裂爆破技术后,再没有发生瓦斯浓度超限事故;煤巷掘进月进尺达到180 m,实现了煤巷安全快速掘进。     

恒源煤业151303工作面坚硬顶板深孔预裂爆破技术研究

为保证151303工作面回采期间端头悬顶过长及支架易压死的情况,通过具体分析深孔预裂爆破技术的机理,采用数值模拟研究爆破孔间的合理间距,结合工作面的情况对深孔预裂爆破技术进行具体设计,并对工作面采用深孔预裂爆破技术后的效果进行监测分析。结果表明:工作面采用深孔预裂爆破技术后,基本顶的周期来压步距减小为13～22m,回采过程中无支架压死与煤壁片帮情况出现,为工作面安全高效回采提供了保障。     

深孔控制预裂爆破强化抽放瓦斯技术研究与应用

针对平顶山煤业集团五矿开采的己组煤层瓦斯大、煤质软、低透气性的特点,提出采用深孔控制预裂爆破技术强化抽放瓦斯的方案,详细分析了深孔控制预裂爆破的爆破机理,根据理论分析和试验研究确定了合理的爆破工艺参数,通过工业试验及效果检验证明了深孔控制预裂爆破技术可以大大提高煤层的透气性,从而提高煤层的瓦斯抽放效率。     

水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术研究

为了增加低渗透高瓦斯煤层的透气性,提高瓦斯的利用率和抽采效率,提出了水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术,分析了水力压裂-深孔预裂爆破复合增透的爆破致裂机理,建立了在爆轰气体作用下的裂纹应力强度因子方程和裂纹二次扩展半径方程。运用RFPA2D-Flow模拟软件对水力压裂后孔壁周围煤岩体裂隙的产生过程与裂隙扩展规律进行模拟。利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析模拟软件对不同长度预裂缝影响深孔预裂爆破后瓦斯抽采增透效果的程度进行模拟。同时在阳泉五矿8410工作面开展了现场工业性试验,以此验证煤矿井下进行水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术后的瓦斯抽采增透效果。结果表明:使用水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术后煤层的透气性与常规的深孔预裂爆破相比有显著提高,致裂孔的初始瓦斯涌出量是普通爆破孔的3.18倍,瓦斯含量的衰减强度降低了77.3%。深孔预裂爆破的有效影响半径随着爆破孔内预裂缝长度的增加而提高,而且二者呈线性关系。该研究中采用复合爆破后的有效影响半径可达到6.98 m,与数值模拟结果得到的有效影响半径6.763 m相近。同时数值模拟与现场工业性试验的结果均证明:提出的水力压裂-深孔预裂爆破复合增透技术,能够有效增加煤岩层的透气性,提高瓦斯的抽采效率,为其他低渗透高瓦斯煤层的瓦斯抽采增透技术提供了参考。     

对深孔预裂爆破提高综放面初采率问题的研究

本文通过对唐安煤矿3407工作面地质条件分析,确定深孔预裂爆破的参数,采用UDEC软件数值模拟深孔预裂爆破效果及工程应用,对深孔预裂爆破提高综放面初采期间煤炭采出率问题进行研究。研究表明:3407工作面应用了深孔预裂爆破技术后,工作面初次来压步距缩短了9.6m,顶煤回收率提高了14.38%,实现了综放面的高产高效。     

基于深孔预裂爆破的工作面坚硬顶板弱化技术研究

为有效解决慈林山煤矿工作面切眼坚硬顶板大面积悬顶的技术问题,系统分析比较了现有坚硬顶板处理技术,论证了深孔预裂爆破技术的技术经济优势。以15201工作面为试验对象,采用理论计算方法获得了包括压碎圈半径、裂隙区半径和预裂高度在内的影响预裂爆破效果的关键参数;基于工程类比法,确定了科学合理的炮孔布置、爆破方式和装药方式;在此基础上,开展深孔预裂爆破处理坚硬顶板技术的现场工业性试验。结果表明：深孔预裂爆破可以有效降低顶板完整性,实现回采期间矿山压力的平稳显现,实现坚硬顶板工作面切眼的安全管理。     

高突矿井深孔预裂爆破瓦斯“零”超限技术

针对高突矿井低透气煤层瓦斯"零"超限治理需要,采用理论计算、现场试验方法研究了深孔预裂爆破影响半径,通过现场瓦斯抽采流量及浓度监测对比分析深孔预裂爆破增透作用效果。结果表明:深孔预裂爆破粉碎区理论半径可达4.0~6.3 m,裂隙区理论半径可达7.8~12.1 m,现场试验深孔预裂爆破影响范围大于9 m,爆破增透抽采效果与距离爆破孔的距离呈反比趋势;深孔预裂爆破技术可最大提高瓦斯抽采量9.27倍,平均提高瓦斯抽采量4.96倍,可有效提高煤层瓦斯抽采效率。