坚硬岩石巷道提高机掘速度技术

为实现硬岩巷道的快速掘进,以五阳煤矿80采区辅助运输巷为研究对象,分析硬岩巷道掘进现状及存在的问题,找出了巷道提高机掘速度的方法与技术途径,即采用超深孔爆破改变岩石、岩体条件,再采用高性能掘进机进行掘进,并对超深孔爆破方案及爆破参数进行设计。现场应用表明:采用超深孔爆破之后,在巷道净断面为21.6 m2,硬岩普氏系数大于14的条件下,硬岩的掘进速度由日平均进尺2.71 m增加到5.08 m,掘进机通过硬岩的掘进速度提高了87.5%,极大提高硬岩巷道的掘进速度。     

深孔松动爆破在硬岩巷道综掘中的应用研究

针对硬岩巷道使用综掘机施工速度慢、掘进成本高的问题,提出了深孔松动爆破技术配合综掘机掘进以提高掘进速度。以潞安矿业(集团)公司古城煤矿为例,通过理论分析和数值计算,设计大直径深孔松动爆破参数,并进行现场试验。结果表明:深孔松动爆破后,巷道断面形成3个区域:破碎区、裂隙区、稳定区,0.1ms形成破碎区,1.2ms后形成裂隙区,裂隙区半径大约为1.65m。综掘机掘进速度提高了约40%,截齿消耗降低了约60%,改善了工作环境。     

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%。     

硬岩超深孔α掏槽爆破掘进技术研究

根据金属矿山采切工程特点及天溜井一次成井实践,对硬岩超深孔爆破掘进技术进行了分析研究,提出了硬岩超深孔α掏槽法。α掏槽法将掏槽、扩槽及掘进井巷断面之间的相互关系进行了量化,简单明确,便于现场布置和施工,可应用于硬岩超深孔掘进爆破工程。     

硬岩巷道综掘工作面深孔松动爆破方案设计

针对古城煤矿硬岩巷道钻爆法和综合机械化掘进,施工速度慢,掘进成本高等问题,提出了深孔松动爆破技术配合综掘机掘进。采用数值模拟方法,通过对直线型三炮眼布置形式和三角形三炮眼布置形式进行对比分析,得出了合理的深孔松动爆破方案,据此设计了大直径深孔超前爆破参数,并进行现场试验研究。研究结果表明:三角形三炮眼松动爆破效果较好,岩体内裂隙扩展明显,利于综掘机施工;炮孔装药段径向1.0~1.2 m范围裂隙发育明显;爆破后,深孔松动爆破技术配合综掘机掘进速度较爆破掘进提高了约36%,较综掘机掘进提高了约120%,而截齿消耗平均降低了39.3%。     

济三煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用

该文结合济三煤矿岩巷掘进,解决了岩巷掘进的关键技术问题,提出了多重锚喷支护和中深孔爆破技术,实现了大断面岩巷全断面一次成巷掘进技术,提高了深部岩巷工程质量,掘进速度提高40%以上。     

超大断面硬岩巷道光面爆破技术研究

为满足地下水封石油洞库工程的特殊要求及解决爆破开挖存在的诸多问题,结合前期施工经验,在理论分析与工程类比的基础上设计了中深孔全断面一次光面爆破技术,采用3.7~3.9 m的中深炮孔,三级复式楔形掏槽,崩落孔分层爆破,周边孔光面爆破,毫秒延迟起爆。现场试验表明,炮孔利用率高达90%,破碎块度适中,周边眼半孔率约为80%,超挖量控制在15 cm以内,巷道成型良好,围岩损伤小,开挖质量很好地满足了施工要求,为超大断面硬岩巷道全断面爆破开挖找到了高效可行的光面爆破方案。复式楔形掏槽技术能够获得理想的掏槽效果,为后续爆破创造了自由面及岩石碎胀空间。同时,该光面爆破技术可为其他类似的硬岩大断面、超大断面地下工程提供借鉴与参考,促进大断面硬岩巷道掘进爆破工艺水平的发展与提升。     

中深孔光爆技术在硬岩巷道中的应用研究

目前,岩巷掘进的主要作业方式为炮掘,炮掘的循环进尺决定着掘进速度,因此,中深孔爆破的应用在岩巷掘进中日益广泛。中深孔爆破技术的实施受岩石条件的限制,在硬岩巷道中,炸药消耗量大、容易出现"抽炮"现象、炮眼利用率低,针对硬岩巷道中深孔爆破现场问题,对硬岩巷道中深孔爆破技术进行研究,通过改变掏槽方式、爆破参数、装药结构来改善爆破效果。本文以陈四楼煤矿为例,通过现场试验,对中深孔爆破技术在硬岩中的应用展开了研究。     

大断面岩巷快速掘进中的爆破时差分析与技术研究

中深孔爆破技术在煤矿大断面岩巷快速掘进中的应用越来越广泛,但全断面一次毫秒爆破循环进尺很难突破2.5m。结合东滩煤矿三采区轨道大巷钻爆法掘进实际,分析了大断面岩巷掘进爆破时差,提出了一种突破2.5m循环进尺水平的爆破方案(即倒台阶施工法,分2次爆破),并将其应用到该巷道掘进中,取得了不错的效果。     

深部大断面岩巷快速掘进技术研究

结合孙村煤矿深部大断面岩巷掘进,解决了液压钻车、侧卸式装岩机配套在岩巷掘进的关键技术问题,提出了适用于深部岩巷掘进全断面多重锚喷支护和中深孔爆破技术,实现了大断面岩巷全断面一次打眼、一次装药、一次起爆、一次支护的一次掘进技术,提高了深部岩巷工程质量,掘进速度提高30％以上。     

煤矿岩巷爆破掘进炮孔密度优化研究

岩巷掘进工作面的炮孔密度(全断面炮孔数与断面面积之比)很大程度上影响了凿岩工作量和爆破效果,为了实现岩巷的快速掘进,需要对岩巷爆破的掏槽结构和其他爆破参数进行优化,在保证爆破循环进尺和巷道周边成型质量的基础上减少全断面炮孔数目,降低炮孔密度。根据在岩巷爆破掘进现场收集的资料,建立岩巷掘进爆破参数数据库,其中包含施工时间、矿区位置、掏槽方式、岩石普氏系数、掘进断面面积、全断面炮孔数目、炮孔深度、炸药单耗和炮孔利用率9个特征参数。通过对关键参数下的炮孔数目与断面面积进行线性拟合,得出关键参数在不同区间的炮孔密度变化规律,研究表明:大部分工程的炮孔密度约为5个/m²;炮孔密度与各参数具有一定相关性。其中,中深孔爆破的炮孔密度拟合值大于浅孔爆破;炸药单耗增大时,炮孔密度明显降低;炮孔利用率增大时,炮孔密度出现增大趋势;硬岩巷道的炮孔密度显著大于软岩;斜孔掏槽形式下的炮孔密度大于直孔掏槽的炮孔密度。炮孔密度较大是由于受到岩石破碎机理影响与爆破技术的限制,从而提出改进爆破技术,即采用二阶二段掏槽技术和周边孔切缝药包定向断裂控制技术。通过现场试验,发现同时采用二阶二段掏槽和周边孔切缝药包定向断裂控制技术既能够大幅降低炮孔密度,由5个/m²降到4个/m²,还可以保证爆破效果。研究对提高我国煤矿岩巷的快速掘进水平具有参考价值。     

底板瓦斯预抽巷掘进过硬岩爆破工艺

针对常村煤矿底板瓦斯预抽巷掘进过程中,遇到坚硬岩石,造成掘进机截齿消耗量大、掘进机磨损的问题,提出了松动爆破过硬岩的方法,并设计了相应的爆破参数及安全技术措施。实践表明,实施该措施可顺利通过硬岩区域,为类似条件下岩巷掘进提供参考。     

松动爆破技术在岩巷综掘中的应用研究

对于岩巷中使用综掘机,当掘进中遇到较坚硬岩石时,施工速度大幅降低,且综掘机截割头及截齿磨损严重,降低了综掘机的使用寿命,增加了材料的消耗,使得掘进成本大幅增加。本文针对陈四楼煤矿岩巷综掘施工速度慢、成本高等具体问题,提出了"浅孔松动爆破+综掘机掘进"的岩巷综掘方法,研究并提出符合现场施工要求的浅孔松动爆破技术方案,为岩巷综掘在煤矿中的应用及推广提供了参考依据。     

中深孔爆破技术在大断面巷道施工中的应用

通过薛村矿在大断面岩巷掘进过程中应用中深孔爆破技术，在保证施工质量前提下，实现了施工进度的大幅度提高，总结分析了中深孔爆破技术在大断面岩巷掘进过程中的应用特点。     

浅谈中深孔光面爆破技术的推广与应用

中深孔爆破技术是集深孔爆破技术、光面爆破工艺于一体的施工技术。这项技术的应用适用于巷道全断面一次爆破成巷。中深孔爆破技术的推广及应用,使煤矿掘进生产工作迈入了集约化、专业化和技术性发展的路子,为达到高产、高效、节能降耗,提高劳动效率,降低生产成本奠定了坚实的基础。     

深井巷道全断面硬岩掘进机及其快速施工关键技术

针对煤矿深井硬岩巷道掘进效率低下的技术难题,综合考虑深立井煤矿巷道工程环境和全断面掘进机技术特点,通过全断面掘进机施工煤矿深井岩巷可行性研究,制定了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机技术指标,研制了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机;基于考虑全断面掘进机施工扰动影响的岩石循环加卸载试验,建立了全断面掘进机快速施工围岩准静态循环加卸载损伤本构模型和非线性强度准则,并用于巷道围岩稳定性数值模拟中;通过数值模拟和现场监测,揭示了全断面掘进机快速施工围岩力学响应机理,提出了满足全断面掘进机快速施工煤矿硬岩巷道特点与要求的巷道支护形式和施工技术;通过分析煤矿全断面硬岩掘进机施工巷道围岩的稳定性,提出巷道顶板锚杆快速支护方案,并得到现场实测验证;针对立井井筒运输能力受限、井下工作环境空间狭小、设备需要频繁拆装转场等问题,研发了全断面岩石掘进机井下有限空间运输、组装、拆解技术,创新了全断面岩石掘进机井下始发、掘进关键技术;采用掘进、支护、排矸、辅助运输同步作业方式,解决了硬岩巷道快速施工难题。最后,通过在淮南张集煤矿西二采区1413A高抽巷进行工业性试验验证研究成果。结果表明:全断面掘进机施工煤矿深井硬岩巷道,...     

综掘硬岩段深孔超前爆破研究与应用

针对硬岩巷道综掘施工难度大的问题,提出采用深孔超前爆破技术,以增大岩体内裂隙和损伤范围,降低综掘机切割难度。以淮北矿业集团桃园煤矿为例,进行了原岩应力作用下爆破裂隙和损伤范围的理论分析和数值模拟研究,据此设计了大直径深孔超前爆破参数,并进行现场试验研究,研究结果表明:炮孔直径75 mm、药柱直径63 mm的爆破炮孔周围0.424 m范围内的Von Mises应力在177 MPa以上,形成破裂区;损伤范围0.424~2.3 m;爆破后综掘机施工速度提高了40%~50%、而截齿消耗降低了52.4%;对爆破振动实测并分析得出爆破振动能量集中在50~160 Hz频带范围内,没有对巷道围岩及支护结构造成破坏。     

煤矿岩巷快速掘进技术研究与应用

结合焦家寨煤矿岩巷的快速掘进技术实践,研究了采用液压钻车配套新型侧卸式装岩机的岩巷机械化掘进作业线、中深孔光面爆破和湿式喷浆系统在岩巷掘进中的关键技术.实践表明,这套岩巷综合掘进技术,大大降低了工人劳动强度,减少了巷道超欠挖、降低了材料消耗,改善了作业环境,作业粉尘不到10 mg/m3,掘进尺由原来的60 m/月提高至100 m/月,初步实现了岩巷高效安全掘进.     

煤矿岩巷掘进爆破掏槽孔超深问题探讨

掏槽技术是影响煤矿岩巷钻爆法掘进效率的关键,为了探讨掏槽孔超深深度(掏槽孔与非掏槽孔深度之差)与炮孔利用率之间的关系,采用文献检索法和现场试验开展相关研究,以近40年岩巷爆破掘进实际案例为对象,从时间、岩性、断面大小、炮孔深度、掏槽形式等5个维度对我国煤矿岩巷掘进施工相关文献进行了统计分析研究。研究结果表明:自20世纪80年代以来,岩巷爆破设计的掏槽孔超深深度均设定约为200 mm,炮孔利用率维持在90%左右,5个维度中岩性对炮孔利用率的影响最为显著,并就掏槽孔超深深度为200、300、400和500 mm时进行了现场爆破试验,炮孔利用率较超深深度为200 mm时的89%分别提高到93%、97%和97%,最大提高了8%,试验条件下掏槽孔超深深度的最优为400 mm;掏槽孔超深深度与炮孔利用率具有较强的相关关系,适当加大掏槽孔超深深度能显著提高炮孔利用率,而不同施工条件下掏槽孔超深深度的确定有待研究。     

深井硬岩大断面巷道快速掘进技术

为了提高岩巷掘进速度,以新巨龙煤矿为研究对象,采用MH620掘进机代替传统爆破掘进技术,形成了一套完整的硬岩快速综掘作业线。分别对影响掘进速度的破岩、装运、支护3大工序进行优化,优化了截割工艺,建立长距离连续带式输送机运输系统,提出了拱型机载液压临时支护技术。工程应用表明:快速综掘技术可提高循环进尺和掘进效率,在巷道断面为26.3 m2,岩石普氏系数为11的条件下,实现了月平均进尺130 m,月最高进尺达到150 m,有效提高了深部硬岩大断面巷道的掘进速度。