综采工作面坚硬顶板预裂爆破技术研究

针对玉溪煤矿1301首采工作面顶板垮落特征与矿压规律不明确,主采的3号煤老顶中砂岩厚度大、致密坚硬,初次回采过程中顶板可能存在不易垮落、初次垮落步距大、易形成大面积悬顶等问题,通过理论分析与计算提出采用顶板预裂爆破技术,确定了预裂爆破的参数。应用效果表明,该方法能够在合理的预裂高度范围内,使坚硬顶板得到弱化,有效避免了工作面漏风严重、瓦斯超限、工作面煤壁片帮等强矿压现象。     

坚硬顶板岩体爆破损伤机理研究

针对坚硬顶板难于随着工作面的开采而垮落问题进行了研究,建立了岩体爆破损伤的理论模型,得到了在耦合装药情况下和非耦合装药情况下岩体裂隙发育区域的半径与粉碎区域半径间的定量关系,从而为坚硬顶板预裂爆破方案的研究奠定基础。     

复合灰岩顶板闭合爆破切顶技术研究

邱集煤矿1102工作面顶板为致密坚硬的复合灰岩顶板,基于四周固支岩梁模型,理论计算未切顶前顶板初次垮落和周期垮落步距,发现工作面推采后出现采空区大跨度悬顶等问题。为解决这一难题,分析计算合理悬顶长度,提出工作面深孔爆破闭合切顶技术;拟采用聚能爆破定向断裂顶板形成闭合贯穿裂缝,帮助采空区顶板随推采及时垮落,减小采空区悬顶长度;根据工程地质条件,针对性设计聚能预裂爆破切顶高度、切顶角度和炮孔间距,并推导出合理封堵长度计算公式,形成了一套完整的爆破切顶参数选取方案。经现场试验证明,爆破切顶后,相邻炮孔间裂缝贯通形成闭合切缝面,采空区悬顶沿闭合切缝面及时垮落,复合顶板初次垮落步距从45m降低为24m,周期垮落步距从19m降低为11m,分别降低了46.6%和42.1%,垮落效果良好,可为类似地质条件下解决大跨度悬顶问题提供参考。     

露天煤矿台阶边坡爆破振速的高程放大效应研究

露天矿开采过程中,多以大药量抛掷爆破方式破碎岩石,爆破振动对露天矿边坡的安全构成威胁。针对露天矿台阶边坡受爆破振动影响以及爆破振动的高程放大效应问题,结合哈尔乌素露天矿北端帮工程实际,利用数值模拟方法和理论分析方法对高程放大效应进行了研究,并对FLAC3D数值计算结果进行了验证;研究了在背波和迎波2种不同情况下台阶边坡内部、表面质点动力响应情况,最后分析了台阶边坡动力响应机理。研究结果表明:露天矿台阶边坡在爆破振动影响下呈现出高程放大效应,台阶边坡表面和内部质点的峰值振动速度总体呈现随着距离的增加逐渐衰减的趋势;同一台阶质点的振速由边坡表面向内部递减,越靠近边坡表面,质点的振动速度越大;在背波情况下,高程放大效应最显著的在底部台阶,同一台阶质点的高程放大效应由边坡表面向内部减弱;在迎波情况下,高程放大效应最显著的则在顶部台阶,同一台阶质点的高程放大效应未呈现出明显的变化。     

短综放面初采爆破预裂顶板现场试验研究

针对较硬顶板下短综放工作面在初采阶段顶煤和顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重,以及突然大面积垮落带来的冲击力对支架和人员造成危害和初采期顶煤回收困难等问题,提出深孔爆破预裂弱化短综放面顶板的技术方案。通过对比实施爆破预裂的3302工作面和未爆破预裂的3301工作面顶板矿压监测数据,分析了深孔预裂爆破对3302短综放面初采期顶煤与顶板垮落和煤炭回收率的影响。     

破碎顶板切顶留巷采空区顶板垮落特征试验研究

垮落带内含有的坚硬厚砂岩冒落性差,易在沿空留巷实体煤帮的支撑下形成三角板结构,随着上覆岩层的断裂和应力传递,造成沿空巷道采动压力影响剧烈。基于禾草沟二号煤矿1105工作面厚砂岩顶板设计10种不同间距切顶钻孔试验方案进行现场试验,并在相应区域对沿空侧采空区岩层垮落特征进行监测。试验表明,在未爆破区域和爆破区域,采空区顶板岩石垮落时间随炮孔间距的增大而增大,爆破区域沿空侧采空区垮落矸石充填满巷帮时间为非爆破区域的0.4倍,沿空巷道稳定速度更快。在未爆破区域和爆破区域中,沿空侧巷帮垮落矸石块度随切顶钻孔间距的增大而增大,未爆破区域垮落矸石块度最大为1.33 m,爆破区域垮落矸石块度最大仅为0.36 m。在设计方案中,巷道顶板压力与巷道顶底板位移均随切顶钻孔间距的增大而增大,相同间距钻孔,爆破区域巷道顶板压力与巷道顶底板位移均明显小于非爆破区域。根据试验结果,在设计方案中,钻孔间距400 mm、间隔爆破时,切顶效果较好,沿空侧采空区顶板冒落性好、接顶速度快、沿空巷道动压显现较弱。     

地面深孔预裂爆破顶板煤柱的试验研究

针对某矿31203综采面回采时受上部22煤集中隔离煤柱影响易发生支架冲击载荷等难题,经计算确定地面深孔预裂爆破炸药单耗、单孔装药量、炮孔间距、封孔长度等参数,制定顶板爆破的方案。爆破效果表明:爆破实施后31203综采工作面顶板回采时及时垮落,根据矿压观测数据分析初次来压步距为43 m,比上个工作面减少15 m,来压时工作面支架载荷正常,顶板大部分及时垮落,上隅角O2、CO、瓦斯等有毒有害气体浓度正常,周期来压步距12.4 m,最大压力46 MPa,来压持续1刀,工作面及两巷顶板垮落正常。工程试验表明,地面深孔预裂爆破顶板煤柱破坏煤柱的完整性,释放部分压力,避免工作面冲击载荷等事故的发生。     

特厚煤层坚硬顶板预裂爆破防冲技术

为解决高位坚硬顶板断裂造成的冲击威胁,采用深孔预裂爆破技术,对工作面前方直接顶进行处理,以促进其垮落,进而为上覆坚硬岩层的弯曲、垮落提供空间。利用微震监测及工作面支架工作阻力监测等手段对预裂爆破效果进行分析,表明爆破预裂作用改变了顶板断裂及垮落的形态,总体上使得能量的释放更加均匀,有利于降低巷道冲击危险性。     

高瓦斯综放工作面顶板深孔预裂爆破技术应用

余吾煤业S2206高瓦斯综放工作面基本顶岩层厚度大、致密坚硬,初采时易形成大面积悬顶,突然大面积垮落时,易造成工作面矿压显现剧烈、瓦斯骤然升高等问题,基于此,提出对S2206工作面进行初采前顶板弱化,并通过开切眼深孔预裂爆破,预先破坏开切眼顶板的完整性,缩小了顶板初次垮落步距,杜绝了这种顶板大面积来压隐患,同时提前回收了顶煤,实现了S2206工作面安全、高效生产。     

深孔预裂爆破在综采面坚硬顶板控制中的应用

针对坚硬顶板工作面由于回采初期顶板垮落步距大而易引发矿井灾害的问题,选取了马兰煤矿18506工作面作为研究对象,提出了采用深孔预裂爆破弱化顶板的方法。依据相关爆破理论和力学理论,结合18506工作面的实际条件,通过分析深孔预裂爆破弱化顶板的机理,确定了深孔预裂爆破参数,并实施了现场试验。结果显示,初次来压期间矿压显现不剧烈,直接顶初次垮落步距缩短10 m,基本顶的初次来压步距缩短了14.2 m。试验表明,深孔预裂爆破对顶板的弱化作用明显,可降低相关灾害的发生。     

爆破影响下露天矿边坡的稳定性分析

针对露天矿山边坡在爆破影响下受结构面控制的稳定性问题,以某石灰石矿山工作台阶边坡为研究对象,在统计分析研究区优势结构面的基础上,利用离散元软件3DEC对工作台阶边坡在自然状况及爆破影响下的稳定性状况进行了定性与定量研究。研究结果可为矿山设计与安全生产提供参考。     

深孔预裂爆破在综放工作面坚硬顶板控制中的试验研究

针对坚硬顶板工作面由于回采初期顶板垮落步距大而易引发矿井灾害的问题,选取了忻州窑煤矿8935工作面作为研究对象,提出了采用深孔预裂爆破弱化顶板的方法。依据相关爆破理论和力学理论,结合8935工作面的实际条件,通过分析深孔预裂爆破弱化顶板的机理,对深孔预裂爆破试验参数进行了优化,并实施了现场试验。试验结果显示,初次来压期间矿压显现不剧烈,直接顶初次垮落步距约为13 m,基本顶的初次来压步距约34 m;放炮后支架工作阻力稍微增大,瓦斯与CO浓度存在短时间的微增;顶煤垮落及时,可多回收33.2 m长的顶煤。深孔预裂爆破对顶板的弱化作用明显,可降低相关灾害的发生性,增加顶煤回收效益。     

铜厂黄坑西南部临近边坡控制爆破

德兴铜矿铜厂采区为了形成新的北山运系,必须对黄坑西南部125～185m台阶临近铁运地下调车场及采区固定边坡地段进行深孔台阶爆破。在实施控制爆破作业时,对爆破参数、爆破网络进行详细设计并评估爆破安全,确保该地段爆破不影响铁运调车场的安全和边坡的稳定。     

傍山隧道爆破振动边坡传播规律试验研究

为了研究傍山隧道爆破振动在邻近边坡的传播规律,设计了4个隧道模型进行爆破试验,试验结果表明:傍山隧道爆破振动在邻近边坡上的传播随水平距离及爆心距的增大而减小,随高差增大而增大,受爆心距的影响最大,垂向振速径向切向。边坡形态、最终边坡角和台阶坡面角都会对爆破振动在边坡传播产生影响,4个模型坡顶与台阶边坡坡面都出现了振速放大现象,傍山隧道爆破振动对顶部的影响比对坡面的影响大,对台阶边坡的影响比直面边坡的影响大。     

综放工作面深孔爆破强制放顶的实践

介绍了509综放面进行深孔爆破强制放顶,促进老顶初次垮落的方法,实施后减少了老顶初次垮落面积,避免了老顶大面积垮落造成的严重危害,可供相似条件下的煤层开采时参考.     

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。     

坚硬顶板综采工作面爆破放顶技术研究

以胡底矿4304工作面为工程背景，通过数值模拟分析了随工作面推进顶板垮落情况和矿压分布特征，推测出工作面初次来压步距为37m，存在顶板大面积悬露而突然垮落的问题。采用超前深浅孔相结合的松动爆破技术，对工作面顶板进行弱化处理。结果表明：经过爆破处理后，4304工作面直接顶的平均垮落步距为15.4m，小于模拟结果|基本顶沿工作面呈现分段来压的特点，在工作面上部来压步距最大|初采期间未观测到煤壁大范围片帮、煤炮等明显来压现象，且未出现回风巷瓦斯超限问题，爆破放顶效果较好。     

露天矿山开挖边坡爆破振动损伤规律及稳定性分析

由于露天矿山开采中频繁受到爆破振动作用,边坡破坏机制及稳定性分析极为复杂,对安全生产造成严重威胁。文章以矿山开挖边坡为背景,基于工程地质状况及现场试验测试,采用理论分析与数学计算相结合的方法量化爆破荷载,建立边坡爆破损伤计算模型,确定边坡破坏时间及最危险区域,并通过数值模拟方法验证计算结果准确性。计算结果表明：边坡经7次爆破后上部台阶发生破坏,最危险区域位于爆破初始位置120～160m处。同时,数值模拟结果与该计算结果具有高度的一致性,充分验证了该方法计算结果的准确性。     

某露天煤矿抛掷爆破及煤层开挖对边坡稳定性的影响

某露天煤矿抛掷爆破及开挖过程中的高台阶、大坡角严重威胁了台阶上下方人员和设备安全。对此,分别采用极限平衡法和数值模拟法对爆破振动、煤层开挖影响下的边坡稳定性进行了分析。研究表明:边坡在爆破振动、开挖影响下所选边坡剖面位置的安全系数基本小于储备安全系数,边坡稳定性较差,在外界多种因素的综合影响下可能发生滑坡破坏。分析结果可为该矿高台阶边坡稳定性监测分析与防护提供参考。     

巴润矿24 m高台阶爆破技术

随着巴润矿山开采深度的增加,逐渐形成的临时边坡由于未达到开采境界,出现了2组或4组台阶并段叠置的现象。扩帮时下部台阶边坡陡直,台阶作业宽度狭窄,矿山大型牙轮钻机无法在该下部平台安全作业。为了加快扩帮进度,提高设备的有效作业时间,故提出了在2组并段台阶上实施24 m高台阶爆破技术。现场对高台阶爆区的岩性进行分析并划分出矿岩区域,针对不同岩性的爆区进行分穿分爆,并优化了爆破参数、孔内装药结构以及孔内微差时间。现场爆破试验表明,24 m高台阶爆破技术的应用,减少现场机械设备避炮时间40%,增加钻机设备纯作业率31%,减少爆破大块率12%,现场取得良好的应用效果,可大面积推广。