延安炼油厂高边坡保护开挖、梯段控制爆破技术

在延安炼油厂扩建工程石方边坡保护开挖中，采用了预裂爆破、缓冲爆破和梯段控制爆破技术，使高边坡的坡面平整且稳定。介绍了工程爆破设计，含主炮孔、预裂孔和缓冲爆破的参数和装药结构与起爆网路的选定。     

临近边坡缓冲减震控制爆破研究及应用

云南磷化集团尖山磷矿尖山采场边坡为节理发育的砂质白云岩,且节理走向与边坡走向高度重合,使用单纯的光面爆破和预裂爆破均不利于施工实际和成本控制。基于分析层间的天然裂隙与预裂爆破后产生人工裂隙具有相似性,在此地质条件前提下,提出采用小孔径缓冲减震爆破的控制爆破方法,试验研究表明:节约爆破费用同时能够达到预裂爆破与缓冲爆破的叠加效果,有效保护边坡稳定性,有较大的研究价值。     

预裂爆破成缝机理的数值模拟研究及其应用

为了验证数值模拟技术在预裂爆破中的实用性,根据云南省布沼坝露天煤矿西帮边坡治理实例,通过ANSYS/LS-DYNA软件对不同爆破参数条件下的预裂缝过程进行模拟,并对预裂缝的爆破效果进行了计算分析,得到几组爆破效果较好的线装药密度、孔间距、炮孔直径参数。将这几组预裂爆破参数分别应用于现场试验中,从坡面半孔率、坡面平整度、孔口位置岩体破碎状况、有无根底、孔壁岩石上有无爆生裂纹、有无超挖现象以及对保留岩体的减震效果几个方面对预裂爆破效果进行评价,得到1组最优参数。实践证明:采用数值模拟与爆破试验相结合的方法对爆破参数进行优化,爆破成缝效果明显。     

露天矿高台阶预裂爆破技术的发展及应用

随着岩石爆破理论研究的深入,露天矿高台阶、大孔径的边坡预裂控制爆破逐渐采用分段装药、径向不耦合装药以及超低密度炸药等新的技术,这些新技术改善了预裂爆破产生的冲击波的能量分布状态,促使爆生气体更有效地作用于爆区周围的岩体,这样就大大促进了预裂缝的形成和贯通,同时也可以减小爆破对炮孔周围岩体的破碎作用。基于国内外矿山预裂爆破参数计算的经验公式,运用VB语言、ADO技术和Access数据库开发了预裂爆破参数智能化设计软件,运用设计软件为黑岱沟露天矿大孔径、高台阶预裂爆破设计出了合理的参数。     

气体间隔器在边坡控制爆破中的试验与应用

为解决干孔间隔装药节省炸药提高经济效益,实现水孔装填铵油炸药节省炸药成本,及常规的主爆打穿预裂补救办法不能有效的减少大块率、根底及保护边坡,利用气体间隔器实现了气体间隔器间隔装药,水孔铵油和乳化炸药混合装药,达到了预期的爆破质量并节约了爆破成本。最后利用气体间隔器补救主爆打穿预裂炮孔的新型补救方法,不仅保护了边坡同时也减少了大块率及根底。     

矿山预裂爆破效果预测的BP神经网络法

为简化矿山预裂爆破效果预测环节、提高预测精准度，针对传统预裂爆破效果评价注重预裂坡面成型的不足，考虑到露天矿山边坡时常受到爆破破岩振动等动态荷载影响的特点，结合BP神经网络，提出了既考虑坡面成型标准又顾及爆破振动对边坡影响的矿山预裂效果预测方法。将单孔装药量、平均孔深、孔距、振动速度峰值（水平、垂直）、振动主频（水平、垂直）、爆心距等参数作为神经网络输入参数，将预裂坡面的平均振动速度、半孔率、不平整度、裂隙系数等参数作为神经网络输出参数。基于24次临近边坡的爆破技术数据建立了矿山预裂爆破效果的BP神经网络预测模型。3次现场爆破预测试验表明：通过神经网络内部的自组织结构，将岩石性质、工程地质条件等与控制预裂爆破效果有关的因素进行简化，可将平均振动速度的预测相对误差控制在7%左右，将半孔率、不平整度、裂隙系数的预测相对误差控制在3%左右，对于提高爆破预裂效果的预测精度有一定的参考价值。     

矿山预裂爆破效果预测的BP神经网络法

为简化矿山预裂爆破效果预测环节、提高预测精准度，针对传统预裂爆破效果评价注重预裂坡面成型的不足，考虑到露天矿山边坡时常受到爆破破岩振动等动态荷载影响的特点，结合BP神经网络，提出了既考虑坡面成型标准又顾及爆破振动对边坡影响的矿山预裂效果预测方法。将单孔装药量、平均孔深、孔距、振动速度峰值（水平、垂直）、振动主频（水平、垂直）、爆心距等参数作为神经网络输入参数，将预裂坡面的平均振动速度、半孔率、不平整度、裂隙系数等参数作为神经网络输出参数。基于24次临近边坡的爆破技术数据建立了矿山预裂爆破效果的BP神经网络预测模型。3次现场爆破预测试验表明：通过神经网络内部的自组织结构，将岩石性质、工程地质条件等与控制预裂爆破效果有关的因素进行简化，可将平均振动速度的预测相对误差控制在7%左右，将半孔率、不平整度、裂隙系数的预测相对误差控制在3%左右，对于提高爆破预裂效果的预测精度有一定的参考价值。     

露天矿山边坡预裂爆破导向空孔技术研究及应用

针对露天矿山边坡预裂爆破,建立导向空孔爆破计算模型,分析导向空孔孔径、装药炮孔不耦合系数、装药炮孔与导向空孔孔距对预裂爆破效果的影响。针对别斯库都克露天煤矿的边坡预裂爆破,根据现场已有设备型号,确定预裂孔和导向空孔孔径为120 mm,最佳不耦合系数为1.5,开展装药炮孔与导向空孔不同孔距下预裂爆破试验,对保留岩体预裂成缝、半孔率及平整度进行综合评价,得到孔距为2.2 m时,预裂缝成型好,保留岩体的损伤程度最小,边坡半孔平均成型率达到87.6%,边坡壁面光滑,根底情况良好,无浮石、碎石,取得了较好的边坡成型效果,提高了边坡保留岩体的稳定性,可供类似工程参考借鉴。     

爆破与边坡稳定

为取得最佳爆破效果，且使边坡稳定，对影响边坡稳定的诸项穿爆参数进行了探讨。采用缓冲，预裂，光面和减震等特殊控制爆破技术，是消减爆破地震效应，增加边坡稳定性的有效措施，针对黄麦岭磷矿现场试验总结出六点经验。     

威斯特铜矿临近边坡缓冲爆破技术研究

在露天矿爆破开挖过程中,当边坡岩体节理裂隙发育,岩性破碎时,单采用预裂爆破或者光面爆破技术来控制边帮保留岩体是不够的。为充分利用缓冲孔和缓冲层的爆破降振作用,减弱爆炸荷载对边坡岩体的损伤,台阶靠帮时采用缓冲爆破技术维护边坡稳定性。通过优化缓冲爆破参数设计,采用间隔装药分段起爆方式,对威斯特铜矿2号露天采场进行缓冲爆破试验。试验结果与传统台阶爆破进行对比,缓冲爆破振动强度能够降低25%以上,并且台阶坡面相对平整,大块率降低20%左右,基本没有出现根底,爆破效果良好。     

露天矿临近边帮控制爆破岩石成缝机理的讨论

通过预裂爆破模拟试验，对应力波叠加理论，爆炸气体的“气楔作用”等分别进行了验证，同时以爆破测震为佐证，从理论上否定了预裂爆破，并以充分的证据证明，预裂爆破实施后，根本没有产生预裂缝，留下的半壁孔是实施主爆破时缓冲孔蓄能作用的结果，在此研究成果的基础上，提出了岩石成绩机理的回弹假说，并据此假说提出了一种新的临近近边帮控制爆破方法－蓄能爆破，回弹假说认为爆破的真正动力源是缓冲孔，缓冲孔爆炸后，邻近边帮的岩石受到压缩产生弹性变形，储存了弹性变形能，当有了足够的补偿空间后，岩石在惯性作用下恢复原状，变形能释放产生垂直于炮孔连心线上的拉伸力，当拉伸力大于岩石的结构力时，岩石产生裂缝。     

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。     

柠条塔矿切顶成巷水射流切缝技术试验

切顶成巷工艺关键技术为顶板定向切缝,传统切缝技术均采用爆破技术,其存在较多问题。本文以柠条塔矿切顶成巷工程为背景,改良顶板定向切缝技术,开展水射流切缝技术试验,试验目标要求切缝后相邻钻孔之间的岩体损伤率达到90%以上,并且切缝应成一条直线,进而保证切顶成巷工艺中顶板切缝效果。试验系统主要由泵站压力系统、磨料供给装置、切割头输送装置、切割头、定向器与现场试验所用磨料构成。试验过程中首先在顶板岩层中预先钻进4个钻孔,然后通过输送装置及高压密封钻杆在割缝孔中定向安装切割头,利用高压水射流分别沿4个切缝孔的径向向相邻钻孔造缝,定向连通所有切缝孔,进而形成定向裂缝面。试验结果裂缝基本呈直线,裂缝偏转角度最大为0-10°,但在四个孔切缝过程中,孔内较为直观的裂缝尚未贯穿整个钻孔的孔壁。该结果表明水射流切缝技术无法实现设计要求中形成90%贯通切缝面的目标,切缝参数仍需继续进一步优化。     

松动爆破技术在8103综放面过断层中的应用

恒宝源煤矿9#层8103综放工作面内发育有多条落差约1.5 m断层,断层带内岩层坚硬.采煤机直接截割岩层,不仅会给采煤机带来较大磨耗,而且会降低采煤机推进速度.为此,提出松动爆破方式辅助破岩方案,结合采面及断层性质,采用理论分析法确定爆破参数.现场应用结果表明,邻近爆破孔间发育有12～16 mm裂隙,爆破孔周边0.5 ...     

小断面长距离切割上山深孔分段微差爆破技术

本文阐述了磷矿切割上山采用DD330中深孔台车施工深孔,利用分段、微差爆破技术实现段高10m的切割上山一次性爆破,实现采矿流程的大型设备化,达到采矿本质安全、提高劳动工效、节约成本的目的。     

普朗铜矿自然崩落法切割井形成技术研究

中深孔一次爆破形成切割井是自然崩落法矿山聚矿槽爆破的先决条件。为实现普朗铜矿DU411潜孔台车施工[?]762 mm空孔、SimbaH1354台车施工[?]76 mm中深孔工艺条件下切割井的安全、稳定施工,在总 结矿山含矿岩体物理力学性质的基础上,采用最大拉应力破坏准则和Mises准则,对矿山中深孔爆破作业在主要的4类含矿岩体中形成的破碎区、裂隙区进行了理论计算,认为切割井掏槽炮孔的设计应按破碎区范围布 孔,辅助孔和周边炮孔应按裂隙区范围要求布孔,在此基础上确定了切割井中深孔设计参数。按照达到爆破效果需满足补偿空间要求的原则,结合电子雷管可随意确定爆破时间的优点,对各孔爆破时间按照岩石破碎 、飞掷充满补偿空间、轴向移出高度范围形成新的补偿空间3个阶段进行了计算,提出了余波推动自由落体运动确定t3的方法,达到了随爆破不断创造补偿空间的效果。经过现场试验,实现了中深孔一次爆破形成高18 m、断面4 m×4 m的切割井。采用试验成功的技术方案,矿山已安全、高质量地完成了250个聚矿槽的中深孔爆破工作,过程中未发生安全和质量事故。     

低能量密度炸药连续装药光面爆破技术研究

为了提高光面爆破成型质量,提出了一种低能量密度炸药连续装药光面爆破技术,利用LS DYNA进行数值模拟,对比2#岩石乳化炸药间隔装药和低能量密度炸药连续装药的应力场,然后将此技术用于长九（神山）灰岩矿四号隧洞控制爆破和露天边坡光面爆破。结果表明：2#岩石乳化炸药间隔装药模型中,装药段与非装药段测点应力峰值相差很大;而在低能量密度炸药连续装药模型中,沿炮孔轴向相同爆心距的测点应力峰值保持一致;使用低能量密度炸药进行连续装药,能够避免装药段的过度破坏和非装药段的欠挖,提高残孔率,且省去了导爆索捆绑时间,提高周边孔装药效率,节省了爆破成本。     

深井大倾角工作面冲击地压的监测与防治研究

针对陈蛮庄矿井3206首采面煤岩冲击地压的预测与防治展开研究。采用煤层注水、超前放震动炮与深孔卸压爆破等综合防冲卸压技术,保证了矿井的顺利生产。     

爆破振动对顺层岩质边坡稳定性的影响

根据顺层岩质边坡爆破开挖后产生层裂和后裂的特点,提出了在顺层岩质边坡附近爆破时的边坡稳定系数计算方法,并以渝怀铁路顺层边坡岩体的实测数据为基础,进行爆破地震作用下顺层岩质边坡的稳定性分析。计算结果表明,爆破作用导致边坡自稳能力降低,其降低幅度达54%,据此提出了顺层边坡岩体的爆破开挖方法以及相应的防护措施。为顺层岩质边坡爆破的优化设计提供了理论依据。     

综采工作面过大落差断层深孔预裂爆破技术

为解决综采工作面遇大落差硬岩断层阻碍推采问题,分析传统过断层方法以及现有研究技术弊端,对过大落差断层深孔预裂爆破技术展开系统研究。针对大落差断层产状不明晰,过断层路径设计不精确的问题,提出了断层产状探测技术,优选断层探巷布置方案,根据其揭露信息建立了断层走向计算模型;针对深孔爆破技术在工作面、运输巷、回风巷不适用的问题,研究预掘爆破巷关键技术,提出了爆破巷布置原则及布置参数计算方法,确定了爆破巷内实施深孔预裂爆破的方案,设计了耳式硐室施工方法,解决了大药量集中爆破难题;基于岩石爆破理论,结合过大落差断层工程特点,针对性设计孔径、孔深、装药量、封堵长度、炮孔布置及爆破振动安全控制,形成了完整的爆破参数选取及计算方法。新巨龙煤矿2302N工作面下平巷揭露综合落差125 m硬岩断层,通过下平巷揭露点依次布置的6个探测孔,探明了断层向工作面延展初始走向,设计了垂直断层走向、沿煤层底板掘进探巷方案以及沿断层下盘煤层底板掘进爆破巷方案;通过实测信息规划了过断层路径,根据路径内断层产状变化划分了8个爆破区域,设计了各区域内爆破布置参数,并借助数值模拟对爆破效果进行了预测分析。应用效果表明,爆破裂隙贯通效果良好,采煤机过断层截齿消耗减少了40%~50%,相比传统过断层方法节省了时间一倍以上。新巨龙煤矿多个工作面均成功完成了过大落差工程应用,在保障工作面高效连续推采、减少过断层成本、保证爆破安全等方面取得了良好的效果。