煤矿深孔预裂爆破技术应用研究

为解决较厚坚硬煤层的瓦斯突出和回采率低的问题,采用深孔预裂爆破的方法增加其透气性,并利用煤层松动产生的局部应力突变增加落煤量。根据爆破理论计算了爆破参数,确定了爆炸作用的裂隙范围。实践表明,煤层瓦斯含量降低,提高了回采率,试验与理论基本一致。     

爆破扰动松软煤层对巷道围岩稳定性的影响EI北大核心CSCD

随着煤矿采掘深度的增加,爆破技术在煤矿井下的应用越来越广泛,但因爆破扰动松软煤层诱发的煤与瓦斯突出事故也不容忽视。为研究爆破扰动松软煤层的力学特征以及爆破震动效应对巷道围岩稳定性的影响,以巷道掘进爆破扰动松软煤层诱发煤与瓦斯突出为工程背景,根据相似理论在实验室搭建了爆破模拟试验系统,通过超动态应变仪监测爆破载荷作用下试样的力学特性,结合理论分析和数值模拟探讨爆破对巷道稳定性的影响。研究发现,当爆破孔从岩层进入松软煤层,在该试验条件下产生了类似突出的破碎抛掷过程;爆破裂纹扩展是导致巷道围岩破坏的根本原因,而松软煤层的存在会加剧巷道围岩的破坏程度,促使巷道围岩的裂隙进一步扩展发育,在煤矿井下一次爆破装药量大,炮孔数目多和需要多次爆破的情况下,爆破振动的累积损伤会最终影响到巷道的稳定。研究成果对揭示井下爆破扰动构造带煤岩诱导煤与瓦斯突出的发生机理具有重要的理论价值。     

低透气性煤层松动爆破增透效应研究

松动爆破是防治瓦斯突出的有效措施。针对煤层透气性差,突出危险预测指标高的问题,采用松动爆破技术对煤层进行卸压增透。结合某矿工作面煤体和爆破参数,理论计算了爆破后裂隙圈范围,主要包括应力波作用和静压破坏作用两部分,分别为0.41 m和1.47 m;通过布置钻孔并观测瓦斯流量变化,裂隙圈范围与理论计算较为接近,略小于应力波和静压破坏两部分理论计算之和;在理论计算和现场观测的基础上,确定合理的钻孔间距为3 m。采煤工作面经卸压爆破后,突出预测指标S(钻屑量)和q(瓦斯涌出初速度)分别下降了16.7%和57.1%,有效降低了工作面突出危险性。     

煤层预裂爆破应力波传播规律及增透机理模拟研究

预裂爆破可以增加开采煤层的透气性系数,提高煤层瓦斯抽采率,为煤层的快速消突提供了一种有效的技术手段。为了考察不同影响因素条件下预裂爆破对煤层的增透效果,基于岩石力学、弹性波、爆破等相关理论,利用有限元模拟软件ANSYS/LS-DYNA,数值模拟分析了不同装药量、孔间距等条件下的爆破煤体裂纹扩展及爆破应力的传播特征,得到了装药量、孔间距对预裂爆破增透效果的影响特征。研究结果表明:(1)爆破应力波以爆破点为起点,随着传播距离的扩大不断衰减,裂纹扩展与爆破应力波的传播方向一致,裂纹的分叉及其贯通具有一定的随机性。(2)预裂爆破存在一个最佳的装药量,装药量过大或过小均无法达到充分开裂煤体、增大透气性的目的。(3)控制孔对爆破应力在传播过程中具有减缓其衰减的作用,其减缓作用与孔间距有关,呈现随着孔间距的增加,其减缓作用先增大后减少的规律。研究成果对利用预裂爆破实现突出煤层卸压增透、快速消突具有一定的指导意义。     

低透气性煤层双孔预裂爆破增透数值模拟

煤层深孔预裂爆破增透技术可以有效解决低透气性煤层瓦斯难抽采问题,通过研究不同爆破方法对煤体破坏范围的影响进而确定合理的爆孔半径对提高瓦斯抽采率具有重要的意义。以潞安矿区漳村煤矿3#煤层为研究对象,采用数值模拟的研究方法研究了双孔连续爆破应力波的传播过程及对煤层影响的范围。研究结果表明:单孔爆破模型应力波的传播特性以及爆破影响范围与双孔爆破模型存在明显差异,双孔爆破应力叠加破坏煤体的范围要远于单孔爆破对煤体的影响;通过钻孔间距为5 m、8 m和10 m的两孔连续起爆模拟结果比较,确定漳村煤矿3#煤层预裂爆破两爆破孔的合理间距为8 m。     

煤体坚固性系数和瓦斯压力对煤层深孔爆破增透的影响

基于FLAC 3D有限差分动力数值模拟及与室内实验和典型现场试验结果对比分析的方法,研究了煤层的瓦斯压力和坚固系数对高应力低透气性高瓦斯煤层深孔爆破增透效果的影响。有限差分动力数值模拟中,通过FISH语言的二次开发,同时考虑了煤层地应力、爆炸波时程、爆生气体时程的作用,且与以往煤体爆破裂纹扩展数值模拟不同的是,爆生气体时程不仅作用在炮孔壁处,还作用在裂纹表面之上。研究结果表明:煤层裂隙区随煤体坚固性系数的增大呈对数关系增大;煤层瓦斯压力的存在降低了煤体的有效强度,有利于煤层爆生裂纹的扩展;煤体坚固性系数和煤层瓦斯压力对煤层深孔爆破增透均呈现正效应的影响。     

爆破扰动松软煤层对巷道围岩稳定性的影响

随着煤矿采掘深度的增加,爆破技术在煤矿井下的应用越来越广泛,但因爆破扰动松软煤层诱发的煤与瓦斯突出事故也不容忽视。为研究爆破扰动松软煤层的力学特征以及爆破震动效应对巷道围岩稳定性的影响,以巷道掘进爆破扰动松软煤层诱发煤与瓦斯突出为工程背景,根据相似理论在实验室搭建了爆破模拟试验系统,通过超动态应变仪监测爆破载荷作用下试样的力学特性,结合理论分析和数值模拟探讨爆破对巷道稳定性的影响。研究发现,当爆破孔从岩层进入松软煤层,在该试验条件下产生了类似突出的破碎抛掷过程;爆破裂纹扩展是导致巷道围岩破坏的根本原因,而松软煤层的存在会加剧巷道围岩的破坏程度,促使巷道围岩的裂隙进一步扩展发育,在煤矿井下一次爆破装药量大,炮孔数目多和需要多次爆破的情况下,爆破振动的累积损伤会最终影响到巷道的稳定。研究成果对揭示井下爆破扰动构造带煤岩诱导煤与瓦斯突出的发生机理具有重要的理论价值。     

浅析煤层卸压爆破在冲击地压厚煤层掘进巷道施工的作用

本文论述了煤层卸压爆破的形式及煤层卸压爆破作用机理,煤层卸压爆破的参数和煤层卸压爆破的优、缺点的分析。     

浅析煤层卸压爆破在冲击地压厚煤层掘进巷道施工的作用

本文论述了煤层卸压爆破的形式及煤层卸压爆破作用机理,煤层卸压爆破的参数和煤层卸压爆破的优、缺点分析。     

硐室爆破在火区煤矿井采转露采中的应用(下)

我国95%的煤矿属井工开采,煤炭平均回采率不足40%,大量的煤炭丢弃使得我国煤炭资源日益紧张.为了解决能源日益短缺的局面,神华宁煤大峰矿对该矿回采率极低的井工开采方法首次尝试采用露采方式来提高回采率.通过理论分析和试验研究,解决了高温火区煤矿爆破施工过程中爆破器材的安全问题,保证了高温火区煤矿硐室大爆破的顺利实施.实践证明:硐室爆破是实现火区煤矿井工开采转露采的科学施工手段.     

下牢溪特大桥缆机占压路基开挖控制爆破技术

桥梁施工缆机占压的桥头岩质路基,紧邻桥台新浇筑砼、500kV输电线和崖下沿河公路等重要建筑。为满足工期要求,采取了分区多梯段大规模微差松动爆破技术,并加强安全防护措施,使桥台砼安全控制和飞石、滚石控制均获成功。     

台儿庄老公路桥的局部控制爆破拆除

采用爆破垮塌分离上部结构 ,松动爆破桥墩、台身 ,拔除根基的施工顺序 ,对山东省枣庄市台儿庄京杭运河上老公路桥进行了局部控制爆破拆除。对上部结构、桥墩和桥台帽的爆破采用药孔法 ,对桥台身及其基础承台采用药壶法。此次爆破的施工顺序较为恰当 ,爆破方法较为灵活 ,爆破参数选取符合目标实际 ,爆破效果较为理想。该工程的实际经验对类似桥梁的爆破拆除具有参考价值。     

台儿庄老公路桥的局部控制爆破拆除

采用爆破垮塌分离上部结构 ,松动爆破桥墩、台身 ,拔除根基的施工顺序 ,对山东省枣庄市台儿庄京杭运河上老公路桥进行了局部控制爆破拆除。对上部结构、桥墩和桥台帽的爆破采用药孔法 ,对桥台身及其基础承台采用药壶法。此次爆破的施工顺序较为恰当 ,爆破方法较为灵活 ,爆破参数选取符合目标实际 ,爆破效果较为理想。该工程的实际经验对类似桥梁的爆破拆除具有参考价值。     

柏杨湖大桥3~#桥台后沿陡坡危岩爆破排险

柏杨湖大桥3~#桥台后沿陡坡危岩塌落可能冲毁桥台,防碍桥梁延伸铺设,拖延工期,亟待解决。针对复杂的地质环境条件和严格的施工要求,基于爆破有害效应、爆破块度特征与孔网参数、装药结构、起爆顺序相干性等控制爆破理论,首先对柏杨湖大桥3#桥台后沿陡坡危岩爆破排险的有害效应,包括爆破飞石、大块滚石、爆渣、爆破振动等进行了控制分析,然后仅对导致危石的危险部分实施爆破,并采用不连续、不耦合装药结构,实行逐排延时松动爆破,一次延时起爆危岩,避免了危石直接塌落,达到了预期的爆破效果,成功解危。     

复杂环境下32m高速公路桥墩定向爆破拆除

1座高32m的高速公路桥墩因浇灌偏差须进行爆破拆除。桥墩砼标号高、布筋密集,定向倾倒难度很大。为确保爆破时不对桥墩下部承台及周边建(构)筑物造成影响,根据桥墩的结构特征和环境条件,通过采取合理布置切口、预切割支撑区受拉钢筋等技术措施,使爆破拆除达到了预期的效果。     

复杂环境下32m高速公路桥墩定向爆破拆除

1座高32m的高速公路桥墩因浇灌偏差须进行爆破拆除。桥墩砼标号高、布筋密集,定向倾倒难度很大。为确保爆破时不对桥墩下部承台及周边建(构)筑物造成影响,根据桥墩的结构特征和环境条件,通过采取合理布置切口、预切割支撑区受拉钢筋等技术措施,使爆破拆除达到了预期的效果。     

钢筋混凝土大桥爆破拆除技术

长644m的旧公路与新桥相距仅14m,采用直径76mm和42mm的炮孔对桥墩(台)实施控制爆破,实现了大桥的一次性塌落。通过不同爆破方案的比较,确定了最优的爆破方案。根据桥墩(台)结构尺寸的变化,对爆破参数进行了调整。使用四通连结的非电导爆管复式爆破网路,确保了起爆的安全性和可靠性;采用加强防护措施,防止爆破飞石;微差爆破的使用,使爆破震动得到了有效的控制,保证了新桥的安全。     

钢筋混凝土大桥爆破拆除技术

长644m的旧公路与新桥相距仅14m,采用直径76mm和42mm的炮孔对桥墩(台)实施控制爆破,实现了大桥的一次性塌落。通过不同爆破方案的比较,确定了最优的爆破方案。根据桥墩(台)结构尺寸的变化,对爆破参数进行了调整。使用四通连结的非电导爆管复式爆破网路,确保了起爆的安全性和可靠性;采用加强防护措施,防止爆破飞石;微差爆破的使用,使爆破震动得到了有效的控制,保证了新桥的安全。     

大型深基坑带缓冲层预裂控制爆破技术

介绍了深达50.3m的南广铁路西江特大桥拱座深基坑开挖石方控制爆破的概况;对该深基坑爆破的特点、技术难点及应对措施进行了综合分析。采用了带缓冲层预裂爆破技术实施深基坑开挖控制爆破,较好地实现了基坑爆破轮廓的平整,又使岩石获得良好的破碎效果,提高了基坑爆破开挖的效率。可供类似工程参考。     

柏杨湖大桥3~#桥台后沿陡坡危岩爆破排险

柏杨湖大桥3^#桥台后沿陡坡危岩塌落可能冲毁桥台,防碍桥梁延伸铺设,拖延工期,亟待解决。针对复杂的地质环境条件和严格的施工要求,基于爆破有害效应、爆破块度特征与孔网参数、装药结构、起爆顺序相干性等控制爆破理论,首先对柏杨湖大桥3#桥台后沿陡坡危岩爆破排险的有害效应,包括爆破飞石、大块滚石、爆渣、爆破振动等进行了控制分析,然后仅对导致危石的危险部分实施爆破,并采用不连续、不耦合装药结构,实行逐排延时松动爆破,一次延时起爆危岩,避免了危石直接塌落,达到了预期的爆破效果,成功解危。