岩巷掘进准直眼掏槽爆破新技术应用实例分析

 为了提高岩巷掘进速度,克服直眼掏槽和斜眼掏槽的不足,根据岩石爆破理论,提出一种新的掏槽方法--准直眼掏槽方式。该掏槽方式突破传统掏槽设计,主掏槽眼稍微倾斜(准直眼),槽底炮孔间距较大,次掏槽眼垂直于自由面。与现有掏槽方式相比,该掏槽方式具有以下特点：准直眼孔底间距大,可杜绝穿孔现象;采用合理间隔时间进行分层分次爆破;中心辅助直眼与两侧对称的准直眼互相配合,结合直眼掏槽和斜眼掏槽各自的优点;形式简单,易操作;槽腔大,效率高,成本低。基于爆生气体的准静态理论和岩石力学的极限平衡理论,分析准直眼掏槽槽腔形成过程。为了优化准直眼掏槽参数,进行大量的现场掏槽试验,从而确定不同爆破条件下的准直眼掏槽炮孔的布置方式、深度、倾斜角度、间距、装药量和微差起爆间隔时间等技术参数。施工中采取以长度定角度的方法可满足该掏槽方式对准直眼角度的严格要求。实践表明,在煤矿岩巷掘进中使用准直眼掏槽方式,能够取得良好的爆破效果和显著的技术经济效益。     

楔形掏槽爆破效果分析及其在硬岩巷道中的应用

为加快岩巷钻爆法快速掘进技术研究,利用LS-DYNA模拟软件对直眼掏槽和楔形掏槽爆破应力波传播及岩体损伤破坏进行对比分析,并在霍州煤电三交河煤矿下组煤胶轮车辅助运输巷进行现场应用。结果表明：楔形掏槽爆破因其槽底间距较近,可以使爆破能量更多消耗在两炮孔之间,而直眼掏槽爆破能量在两帮过度消耗;与直眼掏槽相比,楔形掏槽能够造成两炮孔之间的岩体大范围损伤破坏,有利于岩块破碎抛出;现场应用表明：采用楔形爆破后,炮孔利用率高、大块率低、循环进尺达到2.5 m以上,显著提高成巷速度。因此建议在硬岩巷道爆破掘进时优先考虑楔形掏槽方式。     

分层分段直眼掏槽在石灰岩井筒爆破中的应用研究

主要介绍了复式三角形分层分段直眼掏槽、复式正方形分层分段直眼掏槽以及孔内微差分段直眼掏槽在石灰岩井简爆破中的对比试验情况。结果表明：复式正方形分层分段掏槽在试验井筒中有最佳的爆破效果，并应用现有岩石动力学的成果分析了这一试验结果的原因。此外，试验还表明最佳的炮孔深度接近于井筒的半径。     

岩巷掘进准直眼掏槽爆破模型试验研究

 为了更好地应用准直眼掏槽爆破技术,基于相似理论,建立准直眼掏槽模型试验相似准则,进行准直眼掏槽方式的物理模型试验。以主掏槽孔孔口间距、炮孔排距和主掏槽孔倾斜角度为主导因子进行正交试验。极差分析结果表明：对于掏槽深度,主掏槽孔孔口间距的影响最大,主掏槽孔倾斜角度其次,炮孔排距影响最小;对于槽腔体积,主掏槽孔孔口间距影响最大,炮孔排距的影响其次,主掏槽孔倾斜角度影响最小。方差法分析结果表明：主掏槽炮孔孔口间距对掏槽深度有极为显著的影响,主掏槽炮孔倾斜角度有显著影响,而炮孔排距无显著影响;主掏槽炮孔孔口间距、炮孔排距和主掏槽炮孔倾斜角度对槽腔体积均有极为显著的影响。此外,开展主掏槽孔倾斜角度大于85°的模型试验,结果表明：主掏槽孔倾斜角度对准直眼掏槽爆破的影响极为明显。该结果同时也验证准直眼与自由面夹角取值范围的分析。模型试验最优爆破参数为：主掏槽孔孔口间距150 mm,炮孔排距70 mm,主掏槽孔倾斜角度83°。现场应用由该模型方案所转化的现场试验方案,取得良好的爆破效果。     

V型逐孔起爆技术在多排中深孔爆破中的应用

为改善爆破效果,减小飞石距离,降低大块率,使爆堆更加集中,江油红狮水泥有限公司在理论计算的基础上,进行了多次现场爆破试验。试验结果表明,在合理的爆破参数下,V型逐孔起爆技术与后倾式逐孔起爆技术相比,在爆破效果、爆破安全和经济效果方面有较明显的改善。该矿山最佳的起爆网路为V型逐孔起爆,孔间延期时间为25ms(控制孔为17ms),排间延期时间为65ms。     

直眼掏槽在岩巷中深孔爆破掘进中的运用

煤矿掘进必须先行,掘进工作围绕“钻得进,爆得脱,装得快,运得走”进行,在解决了“钻得进,装得快,运得走”三个环节中的影响因素之后,本文对全岩巷道采用直眼掏槽技术进行中深孔爆破掘进解决“爆得脱”这一环节进行较为深刻论述,对井下掘进现场采用直眼掏槽技术进行中深孔爆破、矿井组织快速掘进具有较为现实的意义.     

中深孔爆破技术在竖井建设中的应用

中深孔爆破技术在矿业开采已大量使用,其主要特点是钻孔深,一次起爆量大,作业安全可靠。总结了以往的矿区竖井掘进中有关中深孔的经验及问题。根据当地的地质与水文条件等因素,我们选取了相对较优的直眼掏槽爆破方案。在本次竖井的爆破项目中我们在运用以往的经验和积累的知识的同时,还努力尝试进行新的方法和路径去更好的解决我们在竖井的建设中遇到的问题。     

隧道全断面深孔楔形掏槽技术

介绍了隧道全断面深孔楔形掏槽的三种基本形式，并与直眼掏槽形式进行了比较，指出：在实际隧道开挖过程中，三级复式楔形掏槽形式是切实可行的。     

立井大直径中空孔直眼掏槽爆炸应力场数值模拟分析与应用

 为提高立井井筒坚硬岩石段掘进施工的爆破效率,设计在两阶同深桶形直眼掏槽中心布置一个直径100 mm的空孔。根据理论计算和工程实践经验选定掏槽爆破参数,一阶掏槽孔圈径1 700 mm、间距850 mm,二圈掏槽孔圈径2 500 mm、间距650 mm。运用有限元软件LS-DYNA对一阶掏槽孔爆破后的爆炸应力场进行数值模拟分析和爆破参数合理性验证。模拟结果表明：增加的中心大直径空孔能够提高爆炸应力波峰值和延长作用时间,空孔周围岩体中应力波峰值为无空孔时的2.2倍。同时,数值模拟还更直观地表现直眼掏槽时爆炸应力波在空孔处的应力叠加和反射拉伸现象、以及空孔具有的导向作用。在此基础上,进行立井坚硬岩石段掘进深孔爆破现场试验研究,取得在坚固性系数f = 12～17的岩石中平均炮眼利用率达91.7%、爆破块度均匀的良好效果。     

隧道掘进常用掏槽方式及参数合理性评价与分析

利用模糊综合评价理论和现场实测数据，对隧道掘进中常用的6种掏槽方式及参数进行优化评价，评价结果表明，楔形掏槽的掏槽效果最佳，而在直眼掏槽中，三角柱掏槽、螺旋掏槽的掏槽效果较好。结合现场实际情况，推荐三角柱掏槽、螺旋掏槽和双空孔菱形掏槽3种方式更适用于隧道掘进深孔爆破中，同时，这对进一步优化掏槽方式及其参数具有理论和现实意义。     

基于模糊-层次分析法的直眼掏槽爆破效果评价

为了科学、有针对性地选择地铁隧道直眼掏槽爆破参数,根据影响直眼掏槽爆破效果因素的模糊性、层次性、不确定性等特点,采用模糊-层次分析法评价直眼掏槽的爆破效果。以青岛地铁3号线某区间隧道的实际工程为背景,建立模糊-层次分析模型,含有4个单元,细分为15项指标,结合MATLAB程序计算,对该隧道的直眼掏槽爆破效果进行客观科学评价。结果表明:该区间地铁隧道采用直眼掏槽取得的爆破效果良好;影响直眼掏槽爆破效果的主要因素为爆破震动和爆破耗时。     

岩石巷道“多阶段”掏槽技术及应用研究

岩巷掘进速度的关键在掏槽,针对现阶段直眼和楔形掏槽技术的特点,克服深孔掏槽爆破效果差的难题,研发多阶段掏槽技术,以二阶二段为对象进行成腔理论分析,二阶二段掏槽将传统掏槽一次爆破变换为一深一浅两次爆破,改变了掏槽区炸药能量释放的顺序,二阶掏槽夹制力变小,同时中心孔的预裂作用有利于提高二阶掏槽孔的爆破效果;通过模型分析得到掏槽成腔阻力和动力公式,确定槽腔形成应该满足的条件,并从掏槽成腔克服腔壁摩擦阻力和抗拉阻力角度,分析得到一阶掏槽和中心孔先爆破更有利于爆破成腔;建立一阶和二阶掏槽的体积关系公式,确定二阶二段掏槽参数确定公式,提出不同岩性条件下掏槽参数的取值范围,为确定掏槽参数提供参考。工程实践表明,二阶二段掏槽在爆破进尺、炮孔利用率等参数方面明显优于普通的楔形掏槽技术,具有良好的适用性。     

上台阶二次起爆法在浅埋电力隧道掘进中的应用研究

以大连玉华220k V浅埋电力隧道建设为背景,本电力隧道掘进采用台阶法施工,同时对上台阶采用分次起爆掘进。由于处于城市中心地段,隧道上方建筑物和人口都比较集中,控制爆破产生的振动成为掘进过程风险控制重点。对于隧道上台阶的爆破提出使用两次起爆的方法:(1)起爆掏槽孔,为辅助眼和周边眼的起爆提供临空面;(2)起爆辅助眼和周边眼。对爆破参数进行优化,爆后爆堆的大块率低,无超欠挖。爆破振动监测结果表明该方法起到了很好的降低振动的效果。     

弯山隧道的深孔光面爆破

着重讨论弯山隧道采用钻孔台车深孔光面爆破问题。其中涉及到光面爆破参数的选择与试验确定，掏槽眼的布置方式、装药结构、起爆手段、管道效应、爆破效果及特点。     

东方琉璃宝塔人工挖孔桩爆破施工技术

结合东方琉璃宝塔人工挖孔桩的实际工况,阐述了爆破开挖中风化闪长岩的方法。实施过程中,炮孔布置形式选用中心大孔的圆筒式掏槽孔及周边孔,采用不同装药结构后延时顺序起爆,炮孔利用率达到80%以上。同时总结了正反向起爆方式的爆破效果,控制爆破地震影响的措施,以及飞石防护装置配重的设置原则。     

爆破开挖技术在挖孔桩中的应用

为了提高人工挖孔桩入岩的爆破单循环进尺,在实际工程中进行了不同布孔方式和起爆方式的现场试验,得出中心掏槽布孔,周边孔对称起爆的爆破方法最佳;同时对炮孔深度也进行了探讨,得出炮孔深度最好为桩径的1倍左右。     

浅埋隧道下穿既有双桥微差减振爆破方法

大连地铁208标段,部分下穿魏台桥和西部大通道桥,影响里程为90 m。该区间为浅埋段且地质条件复杂,隧道拱顶距离桩基平均为2 m,最近处与桩基几乎贴合。采用非对称毫秒起爆的爆破方法,上部掏槽眼位布置在底下,以加大掏槽部位至桥桩距离和减小掏槽爆破对桩基的振动影响。扩槽眼和辅助眼采用左右交替布置,内圈眼和周边眼采用间隔布置,因爆破时差作用从而引起对桩底左右两侧产生不同的震波,达到对桩基更好的保护作用。采用非对称起爆方法的成功实践为以后类似工程提供了借鉴意义。     

人工挖孔桩爆破开挖技术探讨

为了提高人工挖孔桩入岩的爆破单循环进尺,在实际工程中进行了不同布孔方式和起爆方式的现场试验,得出中心掏槽布孔,周边孔对称起爆的爆破方法最佳;同时对炮孔深度也进行了探讨,得出炮孔深度最好为桩径的一倍左右。     

楔形掏槽微差爆破模型试验与分析

针对煤矿硬岩巷道掘进掏槽效果差、炮眼利用率低的难题,采用混凝土作为相似材料进行不同掏槽方式的模型试验研究。从掏槽体积、炮眼利用率、破碎块度等方面分析不同掏槽方式的爆破效果。采用楔形微差掏槽,中间炮眼比掏槽眼深200 mm,装1～2支药卷,其余长度用水炮泥和炮泥封堵,起爆雷管为2段。试验结果表明,中间炮眼增加自由面,有利于克服岩石的夹制作用,保证在掏槽眼先爆的基础上,把掏槽的残岩进一步抛出;微差爆破延长爆轰气体在炮眼内的作用时间,爆破的块度小,分布均匀,从而提高炮眼利用率和掏槽体积。     

小断面隧洞小直径空眼中深直眼掏槽爆破技术

介绍了采用中深直眼掏槽爆破的施工方案，并指出几个关键性的技术问题，主要对小直径空眼中深直径掏槽爆破机理及实施办法作了详细说明，并通过实例证明该法的使用效果良好。