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.     

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。     

坚硬岩石巷道中深孔掏槽爆破试验研究

针对普遍存在的硬岩中爆破效果差的问题,在双阳煤矿坚硬岩石巷道进行中深孔爆破试验,得到各种不同掏槽形式爆破的试验效果,通过比较得出复式桶式掏槽完全适合于中深孔爆破,炮眼利用率高。最后总结出巷道掘进爆破的一些很有价值的成果,给出避免炸药发生钝化效应的最小炮孔间距,理论计算掏槽眼的装药长度,并根据双阳煤矿的实际施工情况,给出具体改进建议以及提高爆破效果技术措施,在原有装备水平的前提下,通过调整生产组织,大幅度提高掘进工效,降低掘进成本,取得相当可观经济效益。试验成果可供其他类似工程提供参考。     

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。     

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。     

直眼掏槽逐孔起爆技术在巷道掘进中的应用

通过对逐孔起爆机理的阐述,根据直眼掏槽逐孔起爆技术的起爆顺序以及火工器材的选取,在数家矿山进行了试验研究,验证直眼掏槽逐孔起爆技术的爆破效果以及经济、安全效益。     

坚硬岩石巷道中深孔掏槽爆破试验研究

 针对普遍存在的硬岩中爆破效果差的问题，在双阳煤矿坚硬岩石巷道进行中深孔爆破试验，得到各种不同掏槽形式爆破的试验效果，通过比较得出复式桶式掏槽完全适合于中深孔爆破，炮眼利用率高。最后总结出巷道掘进爆破的一些很有价值的成果，给出避免炸药发生钝化效应的最小炮孔间距，理论计算掏槽眼的装药长度，并根据双阳煤矿的实际施工情况，给出具体改进建议以及提高爆破效果技术措施，在原有装备水平的前提下，通过调整生产组织，大幅度提高掘进工效，降低掘进成本，取得相当可观经济效益。试验成果可供其他类似工程提供参考。     

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。     

特殊条件下超深孔分段爆破成井技术研究

在煤矿井下,煤仓等筒状结构物常用的开掘方法为钻井法,由于其存在耗水大、搬家难、施工速度慢、安全程度低等缺陷,钻井法施工筒状结构物含有较大难度。超深孔分段或一次爆破成井技术是施工筒状结构物的新技术,虽然不存在上述问题,但是爆破技术仍需完善。本文立足改善掏槽形式,基于"裂槽、抛渣"爆破思想,设计了含抛渣孔的新型菱形掏槽方式;提出了合理分段高度、炮孔间距、起爆时差等爆破参数选取方法。在杨村煤矿十采区煤仓,在必须保证施工过程不影响下部巷道持续通风的特殊条件下,设计了超深孔分段成井爆破方案和管道通风方案。爆破成井后,壁面规整、块度适中,达到了省工、省料和安全施工的目的。     

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。     

路堑高边坡岩体多边界爆破理论及其应用

在阐述多边界石方爆破理论的基础上,结合路堑高边坡岩体的工程特点,进行深孔控制爆破应用研究。由于路堑高边坡岩体爆破药量计算充分考虑地形、地质条件的影响,炸药爆炸效果得到有效控制。路堑开挖岩体在炸药爆炸能量和介质中潜在位能的共同作用下得到充分破碎;爆破未见飞石,破碎岩体全部坍塌在路基范围以内;同时,临近设计边坡采用缓冲爆破技术,爆后形成了稳定的路堑边坡。     

坚硬岩石一次爆破成井掏槽方式的数值模拟研究

对坚硬岩石条件下深孔一次爆破成井的九孔、双孔菱形、单螺旋和双螺旋4种掏槽方式,在炸药爆炸荷载作用下的应力产生和传播机理进行了计算机数值模拟。模拟采用LS-DYNA三维非线性动力有限元程序,结果得到了4种掏槽方式的节点最大应力产生的时间、空孔周边应力产生的时间、有效应力作用的时间、节点最大运动速度以及掏槽孔应力全部贯穿的时间等相关参数的定量计算值。通过对计算结果的综合优化研究,选择了单螺旋掏槽方式优化模型。该研究成果,已在现场应用中得到了验证。试验结果表明,该方法解决了制约一次爆破成井相关爆破参量难以确定和爆破效果难以预料等技术上的瓶颈问题,并为其在地下建筑工程领域中推广应用提供了科学合理的理论指导依据,具有广阔的推广应用前景。     

超前深孔顶板爆破防治冲击地压原理分析及实践研究

通过对超前深孔顶板爆破过程及影响因素的分析,揭示其防治冲击地压的机制。采用 ADINA 软件模拟研究三孔扇形布置条件下炮孔夹角及装药段长度变化对其防冲效果的影响,并从应力场、能量场2个不同的角度对其现场防冲效果进行检验。研究表明,在炮孔深度一定的前提下,三孔扇形布置的超前深孔顶板爆破可有效降低工作面超前高应力区的峰值并使其向煤体深部转移,使煤岩整体结构处于相对稳定的低势能状态,其爆破防冲效果随炮孔夹角的增大而增强,形成的剪应力降低区随装药段长度的增加而增大。     

单孔单响爆破网络在路基拓宽中的应用

讨论了并－串联单孔单响微差爆破网络的约束条件，探讨了雷管起爆误差对网络的影响，并将这种网络应用于路基拓宽爆破工程中，取得了良好的爆破效果。     

岩体中爆炸应力波的试验研究

为探索定向大爆破时岩体中应力波的传播及其对岩石破坏的影响,本文介绍了以条形布药方式装药、药量为4t的现场洞室大爆破试验中,在药室下方基岩中的岩石应变及应力测试成果,给出了回归曲线及功率谱分析结果,讨论了岩体中爆炸应力波传播的特征参数。并提出了不同爆炸条件下岩体中某点应力波强度的分析预估方法及有关参数的选用,可供工程设计、施工时参考应用。     

深井煤层巷道围岩控制技术及试验研究

分析深井煤层巷道围岩变形特征和支护失效的原因，提出此类巷道的内外结构耦合平衡支护原理。对深井煤层巷道的围岩控制，必须有较高强度的支护结构参与巷道开掘后围岩应力的调整过程，减少围岩内部煤体强度损失。在巷道周围应尽快形成稳定内部承载结构，这样才能缩小围岩塑性流动区的范围，维护巷道的稳定。进行工业性试验，取得较好效果。