岩巷中深孔定向断裂爆破技术

在井下就切槽孔、切缝药包和聚能药包的定向断裂爆破对比试验研究，优选切缝药包在岩巷中深孔定向断裂爆破新工艺，使中硬岩周边眼痕率达９６％，周边不平度小于１００ｍｍ。     

中深孔全断面切缝管定向断裂爆破技术应用研究

分析了切缝管定向断裂爆破裂纹的形成与扩展机理,在切缝处应力集中和压力差共同作用下形成初始裂纹,而后的裂纹扩展经历了切向拉伸应力作用下的扩展阶段、爆生气体驱动压力作用下裂纹稳态扩展和爆生气体驱动下的宏观裂纹扩展3个阶段。在理论分析的基础上结合工程实际,提出了切缝管药包定向断裂复合楔形掏槽爆破和周边孔切缝管药包定向断裂爆破技术。现场应用效果表明:切缝管爆破可提高炮孔利用率和眼痕率,降低爆破对围岩的扰动损伤,改善掏槽爆破和周边爆破效果,有利于提高巷道掘进速度。     

中深孔全断面切缝管定向断裂爆破技术应用研

分析了切缝管定向断裂爆破裂纹的形成与扩展机理,在切缝处应力集中和压力差共同作用下形成初始裂纹,而后的裂纹扩展经历了切向拉伸应力作用下的扩展阶段、爆生气体驱动压力作用下裂纹稳态扩展和爆生气体驱动下的宏观裂纹扩展3个阶段。在理论分析的基础上结合工程实际,提出了切缝管药包定向断裂复合楔形掏槽爆破和周边孔切缝管药包定向断裂爆破技术。现场应用效果表明：切缝管爆破可提高炮孔利用率和眼痕率,降低爆破对围岩的扰动损伤,改善掏槽爆破和周边爆破效果,有利于提高巷道掘进速度。     

不同结构切缝药包爆炸效应试验研究

矿山掘进中,合理的切缝药包结构参数对定向断裂爆破技术有非常重要的作用。介绍了开展铅柱中切缝药包爆破试验,运用正交设计法对切缝管材质、壁厚、切缝宽度、切缝长度以及切缝药包在炮孔中的不耦合系数进行优化,确定切缝管工业化生产合理的结构参数,并通过殉爆测试验证了切缝方向的定向效果。现场试验表明,切缝药包定向断裂效果显著,巷道周边爆破的半眼痕率都在90%以上,大幅度减少超挖现象,提高了掘进速度。     

煤矿岩巷爆破掘进周边质量控制技术研究

超欠挖现象是岩巷快速掘进过程中普遍存在的问题,为了解决该问题需要设计合理的周边成型控制技术。对于寺家庄矿南一盘区北回风巷出现的周边超欠挖现象,运用LS-DYNA模拟了切缝药包作用机理,并进行了现场切缝药包对比试验,巷道中心左边周边眼装填切缝药包,右边周边眼装填普通药包。试验结果表明左侧爆破效果明显优于右侧,光面成型良好、光滑平整,超挖在50mm之内,半眼痕明显,右边爆破后巷道轮廓参差不齐,围岩破碎不平,出现超欠挖,平均200mm,残留半眼痕少。研究结果表明:切缝药包能够保障巷道成型质量,降低循环成本,减少辅助作业时间,为企业带来可观的经济效益,适合在岩巷掘进中广泛使用。     

定向控制断裂爆破技术的研究

利用全息激光动光弹等测试手段，对岩巷定向断裂爆破成缝机理进行实验研究，并在井下进行了生产试验结果表明，孔壁切槽、切缝药包及线性聚能装药控制爆破均具有明显的定向断裂作用在巷道掘进中，可以提高巷道的成形质量，使眼痕率达９５％以上具有广阔的应用前景     

铁矿巷道周边定向断裂爆破机理及现场试验研究

为研究切缝药包定向断裂爆破技术在硬岩巷道的适用性,分别通过双孔普通药包和双孔切缝药包数值模拟,铁矿巷道现场试验进行对比,并利用多重分形谱参数对现场试验结果进行定量化评价。试验结果表明,切缝药包能量分配更合理,聚能效果明显,有利于裂纹贯通。现场对比试验中,切缝药包效果优于普通药包,半眼痕率达80%以上。普通药包周边爆破爆后围岩多重分形谱的开口宽度△α、维差△f分别为0.222和0.123,切缝药包周边爆破爆后围岩多重分形谱的开口宽度△α和维差△f分别为0.057和0.016,多重分形谱非对称指数I_(AS)的绝对值分别为0.774和0.122。研究结果表明:切缝药包周边爆破定向断裂效果明显,围岩表面更为光滑平坦,此定向断裂技术同样适用于铁矿巷道等硬岩巷道。     

岩巷环向聚能及切缝爆破技术的研究

针对车集煤矿岩巷爆破中普遍存在的爆破效率低、爆破成型效果差和爆破能耗高的问题,进行了新型控制爆破技术的研究,提出了切缝药包和环向聚能药包爆破技术,并进行了基于切缝药包和环向聚能药包爆破技术的布孔设计。现场试验表明,通过爆破能量控制来缩短工序时间、增加循环进度、提高爆破质量、保障爆破安全,达到了高效低耗爆破效果,实现了岩巷快速掘进。     

切缝药包岩石巷道光面爆破数值模拟与优化研究

基于张集矿-745m水平进风大巷煤矿井下岩石巷道光面爆破试验,引入JH-II岩石动态损伤本构模型,通过建立巷道周边眼爆破数值计算模型,采用数值计算方法对比分析传统爆破方法与切缝药包爆破方法在光面爆破中周边眼爆破成形效果和围岩爆破损伤情况,进一步针对爆破成形中存在的问题对切缝药包结构进行优化并验证。结果表明:在成形效果上,传统爆破方法次于切缝药包法;峰值振动速度损伤判据分析证明,切缝药包爆破所造成的围岩损伤较小;切缝药包结构优化证明,通过改变切缝药包切缝数目与方向的方法可获得预定方向与数量的爆破裂隙。     

切缝药包在露天控制爆破中的应用研究

为解决传统预裂爆破与光面爆破技术难以满足现如今高质量、高标准施工要求的难题,根据切缝药包的作用机理,对切缝药包在边坡预裂爆破中的应用进行研究。根据现场施工情况,设计相应爆破参数,进行切缝药包预裂爆破参数优化试验,并对切缝药包预裂爆破和传统预裂爆破的工程应用进行对比研究。试验结果表明:在中硬岩、90 mm直径预裂孔的条件下,采用外径40 mm、内径36 mm,切缝长度0.8m,切缝宽度10mm的PVC管作为切缝管进行切缝药包预裂爆破,其爆破效果较好;通过与传统预裂爆破相比,切缝药包预裂爆破后预裂缝宽度增加了1.12倍,预裂面不平整度减少了52.8%,半孔率提高了21%,振动速度峰值降低了29.02%,有效减少了爆破能量对保留边坡与周边构建筑物的损害,显著提高了爆破施工的质量。     

冻结立井深厚富水基岩爆破参数优化与应用

针对新庄煤矿回风立井冻结基岩段施工初期炮眼利用率低、爆破成形差的问题,在分析冻结围岩的基础上,提出了按照岩石冻结后的硬度系数分类进行爆破设计的方案,确定了两类岩石硬度系数下合理的爆破参数,同时采取了增加中空眼、采用周边眼空气垫层装药结构等辅助措施来提高爆破效果。实践结果表明：通过优化后的爆破方案,实现了炮眼利用率均达到85%以上,炮眼平均眼痕率达到62.4%,达到了快速掘进的目标。     

冻结立井深厚富水基岩爆破参数优化与应用

针对新庄煤矿回风立井冻结基岩段施工初期炮眼利用率低、爆破成形差的问题,在分析冻结围岩的基础上,提出了按照岩石冻结后的硬度系数分类进行爆破设计的方案,确定了两类岩石硬度系数下合理的爆破参数,同时采取了增加中空眼、采用周边眼空气垫层装药结构等辅助措施来提高爆破效果。实践结果表明：通过优化后的爆破方案,实现了炮眼利用率均达到85%以上,炮眼平均眼痕率达到62.4%,达到了快速掘进的目标。     

冻结立井爆破冻结壁成形控制与井壁减振研究

控制爆破动载荷对冻结管、冻结壁及井壁的扰动和破坏是冻结井筒施工的重要环节。以万福矿井筒掘进工程为依托,采用周边眼普通光面爆破、半圈切缝药包和整圈切缝药包3种形式,运用多重分形理论,提取了3种条件下冻结壁成形图像多重分形谱特征参数;利用频率切片小波实现了3方案下不同频带信号重构;通过小波包算法对井壁爆破振动进行了监测分析,获取了相应信号频带能量分布。结果表明:多重分形谱可用来客观评价切缝药包对冻结壁的护壁作用;井壁振动信号主频较地面爆破振动高,通常在150 Hz左右;随着频率的升高,井壁振动信号振幅和能量都不断降低;在低频段(0~250 Hz),相对于周边眼普通光面爆破,半圈切缝药包能量降低了41.54%,整圈切缝药包能量降低了52.42%,切缝药包在低频段具有显著的"吸能"作用;在中频段(300~500 Hz),由于半圈切缝药包装药能量释放不均衡及井筒结构体非严格对称导致频带能量出现了"选择放大"效应;在高频段(700~900 Hz),能量沿高程"区域集中"现象说明切缝药包的减振效果更多地体现在爆破近区。验证了切缝药包的减振和对冻结壁的护壁作用。     

本煤层增效抽采聚能被筒深孔爆破技术研究

由深孔内部爆破原理分析可知,普通爆破产生的爆炸能量没有方向性,因此会破碎煤层顶底板,并且爆炸产生的压碎圈能降低能量的有效利用率。利用聚能爆破先进原理,对切槽开缝、切缝药包和聚能被筒对比分析,确定PVC聚能管结构和技术参数,通过现场应用,效果明显。     

切缝药包掏槽爆破试验研究

将切缝药包定向断裂爆破技术引入到掏槽爆破中,以解决制约中深孔爆破的瓶颈性问题。首先进行了砂浆模型试验,对切缝药包定向断裂性能进行了研究;其次结合砂浆模型试验结果,进行了矩形切缝药包掏槽爆破现场试验;最后在上述试验的基础上,进行了全断面爆破现场试验。试验结果表明:切缝药包爆破具有极强的定向成缝效果;矩形和三角形切缝药包掏槽全断面爆破的炮眼利用率分别为94.5%和93.1%。切缝药包掏槽爆破极大地提高了炸药的使用效率,有效地消除了深部围岩的夹制作用,为深部岩体掘进爆破提供了一种新的解决途径。     

定向断裂控制爆破机理综述

作者从理论上将光面爆破、预裂爆破、切槽爆破、切缝药包爆破,聚能药包爆破等常用控制爆破统称为定向断裂控制爆破。综述了爆破破裂过程中爆生气体作用和应力波作用,重点分析了圆形炮孔爆破的成缝机理。     

岩巷切缝药包定向断裂爆破技术研究

本文分析和研究切缝药包爆破定向聚能切割爆破机理，并在现场应用中就爆破参数进行了相应的优化设计，通过现场试验证明了切缝药包的定向断裂控制作用，取得了较好的经济效益。     

岩巷切缝药包定向断裂爆破技术研究

本文分析和研究切缝药包爆破定向聚能切割爆破机理，并在现场应用中就爆破参数进行了相应的优化设计，通过现场试验证明了切缝药包的定向断裂控制作用，取得了较好的经济效益。     

岩巷定向断裂控制爆破技术应用

采用聚能管进行定向断裂爆破,要保证周边眼及掏槽眼的质量,聚能管切缝方向应与巷道轮廓线一致。爆破效果好,减少了炮眼量及材料消耗。     

岩巷切缝药包楔形掏槽爆破模型试验与分析

为了研究合理的掏槽方式改善岩巷掏槽效果差、炮眼利用率低的问题,采用水泥砂浆模型对切缝药包楔形掏槽爆破进行了试验研究。共设计了4组对比试验,每组试验分别在6组不同强度的水泥砂浆模型上展开,模型炮孔数目均为6个,每个炮孔装一发8号电雷管起爆。试验结果表明,切缝药包装药结构提高了炮孔利用率、增大了槽腔体积及降低了掏槽碎块的大块率;并得到了不同强度模型最优的掏槽方式,其中80°切缝药包楔形掏槽爆破在不同强度模型下炮孔利用率、槽腔体积及掏槽碎块大块率均相差较小,用于岩性变化较大的岩巷中,可得到较好的掏槽效果。切缝药包楔形掏槽爆破利用切缝对能量的导向作用,实现裂纹的定向扩展,并提高了掏槽效果。