基于深孔预裂爆破的工作面坚硬顶板弱化技术研究

为有效解决慈林山煤矿工作面切眼坚硬顶板大面积悬顶的技术问题,系统分析比较了现有坚硬顶板处理技术,论证了深孔预裂爆破技术的技术经济优势。以15201工作面为试验对象,采用理论计算方法获得了包括压碎圈半径、裂隙区半径和预裂高度在内的影响预裂爆破效果的关键参数;基于工程类比法,确定了科学合理的炮孔布置、爆破方式和装药方式;在此基础上,开展深孔预裂爆破处理坚硬顶板技术的现场工业性试验。结果表明：深孔预裂爆破可以有效降低顶板完整性,实现回采期间矿山压力的平稳显现,实现坚硬顶板工作面切眼的安全管理。     

马蹄沟煤矿末采工作面切眼坚硬顶板弱化关键技术

为解决马蹄沟煤矿3506末采工作面切眼坚硬顶煤、顶板难以垮落,安全隐患突出的技术难题,基于爆炸应力波与爆生气体共同作用理论,考虑切眼掘进及钻孔施工扰动影响,推导了爆源周围岩体破碎区与裂隙区范围计算公式,确定了炮孔长度及线装药密度等关键爆破参数。针对顶煤瓦斯易汇聚于炮孔末端这一客观现象,提出了一种矿用爆破装药消焰被筒结构,减小了爆破火花,增加了爆破安全冗余度。最后,通过对切眼液压支架阻力及顶板锚索受力情况进行监测分析,发现工作面切眼顶板预裂爆破后液压支架阻力较爆破前有所增大,锚索轴力显著减小,表明顶板岩体整体性得以有效破坏,切眼坚硬顶板弱化效果良好。     

深孔爆破弱化坚硬顶板影响因素分析及应用

文章介绍了深孔爆破机理及其弱化坚硬顶板的主要影响因素,着重分析了钻孔长度、钻孔间距,钻孔直径,封孔长度,装药结构等对深孔爆破的影响。结合实例说明深孔爆破弱化坚硬顶板是可行的。     

坚硬顶板控制技术应用研究

坚硬顶板出现大面积悬顶时,会给工作面人员和设备的安全带来危害。因此介绍了处理坚硬顶板的放顶方法及其优缺点,并结合现场实际,选择爆破放顶,确定合理炮孔布置,通过爆破前后窥视视频截图得出结论:顶板深孔预裂爆破法对坚硬顶板处理的效果明显。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。     

坚硬顶板切缝药包深孔预裂松动爆破技术研究

以安徽淮南张集矿为背景,采用数值模拟和现场试验相结合的方法进行坚硬顶板松动爆破关键控制技术的研究。数值模拟了切缝药包深孔松动爆破效果,进行了普通药包爆破与切缝药包控制爆破现场对比试验。结果表明:所提出的基于切缝药包定向断裂的巨厚坚硬顶板超深孔松动预裂技术,可以扩大爆破裂纹定向扩展范围,解决超深孔松动预裂炮孔爆破底部眼间距过大的难题,从而实现对爆破破裂面及坚硬顶板的垮落位置的精准控制,以及人为调控周期来压步距,使坚硬顶板能够及时、安全垮落,实现工作面的连续安全开采。     

坚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术应用研究

王庄煤矿工作面顶板致密性及完整性好、强度大,在工作面回采后不易垮落,尤其在大采高条件下顶板在初次来压之前容易形成大面积悬顶,影响工作面安全生产。针对上述问题,以8101工作面生产地质条件为基础,提出采用深孔爆破技术预裂顶板的方法,进行初次放顶。通过理论计算确定了炮孔直径、装药直径、炮孔间距、炮孔布置方式、单孔装药量和装药结构等参数,设计了深孔预爆破技术方案,取得了较为理想的爆破效果,有效解决了生产实际问题。     

云冈矿坚硬顶板预裂爆破合理孔距的研究

针对云冈矿12#煤层8617工作面坚硬顶板深孔预裂爆破中炮孔合理间距的确定问题,通过理论分析计算、数值模拟以及工程实践对8617工作面预裂爆破合理孔距进行研究分析。研究结果表明8617工作面顶板预裂爆破合理的炮孔间距取8m。     

煤峪口矿回采工作面坚硬顶板预裂爆破处理

针对煤峪口矿回采工作面顶板坚硬且不易自然垮落的问题,通过现场实测考察与分析,决定采用超前深孔预裂爆破的方式对工作面顶板进行提前处理,以达到提前弱化顶板的目的。研究表明：经在工作面回采巷道向煤层坚硬顶板内布置超前深炮孔进行爆破后,工作面顶板来压情况稳定,且在来压期内工作面煤壁稳定,液压支架工作正常。     

坚硬顶板深浅孔组合聚能爆破技术研究及应用

针对坚硬顶板条件下实施定向预裂聚能爆破技术后存在钻孔浅部裂缝率低、架后悬顶大的难题,通过理论分析、数值模拟及现场监测,提出了深浅孔组合聚能爆破技术。分析了坚硬顶板单一深孔聚能爆破存在的问题,指出优化钻孔布设及爆破参数是提高爆破效果的主要途径。研究了深浅孔组合聚能爆破技术原理,提出了深浅孔组合能量场理论和组合导向孔力学机制。深浅孔爆破时可形成深部和浅部聚能爆破应力场,同时深孔浅部又对浅孔爆破起到了导向孔的效果,最终可形成切顶范围内的预裂面。现场爆破效果监测,孔内裂缝率提高了30%,并得到了顶板压力变化规律。架后顶板及时垮落充填,消除了坚硬顶板的断裂冲击,降低了留巷围岩控制难度。研究成果可为坚硬顶板条件下切顶留巷的定向预裂高效聚能爆破提供参考。