中深孔光面爆破岩巷快速掘进技术研究与实践应用

龙东煤矿在岩巷掘进中受打眼机具和施工断面的限制,大多用直眼柱形掏槽全断面一次光爆。该爆破技术在坚硬岩层中的爆破效率仅有70%,导致进尺缓慢。为提高岩巷单进水平和劳动生产效率,控制巷道光爆成型,降低材料成本,决定在东翼机轨合一大巷采用一次爆破与分次爆破结合作业,作业时先进行掏槽爆破,改柱形掏槽为楔形掏槽,在掏槽爆破成功后再进行巷道的成形爆破。该方法保证了其他炮眼有可靠的自由面,从而使光爆质量和爆破效率得到明显提高。     

大直径中空眼在岩巷掘进中的应用

岩巷掘进速度的关键在于掏槽,随着对掘进进尺的提高,要求炮眼越来越深。针对现阶段直眼和楔形掏槽技术的特点,为了克服深孔掏槽爆破效果差的难题,引入了大直径中空眼直眼掏槽技术。通过大直径中空眼的作用,改变了掏槽眼爆破的能量释放顺序,同时大直径中空眼的预裂作用提高了掏槽孔的爆破效果。通过数值模型分析了大直径中空眼对周围岩体破碎和掏槽眼的作用。工程实践表明,大直径中空眼配合直眼掏槽,在爆破进尺、炮眼利用率等方面优于常规直眼掏槽技术,具有良好的适用性。     

直眼掏槽爆破基本规律的研究

当前在隧道、矿山的井、巷和水电涵洞的建设中,仍然以凿岩爆破工艺为主要手段。要做到一次爆破进尺多,炮眼利用率高,改善和提高掌子面的掏槽爆破是最关键的。掏槽形式有楔形掏槽和直眼掏槽两种。实践证明直眼掏槽有较大的优越性。我们在成昆线官村坝隧道做了一系列直眼深眼掏槽的实验,初步搞清了掏槽爆破的基本规律和掏槽炮眼的设计原则。官村坝隧道岩体为震旦纪石灰岩(f=10～12)。巷道开挖爆破采用五点梅花直眼掏     

直眼掏槽爆破技术

直眼掏槽法就是一组掏槽炮眼均垂直于掘进断面,其中有一个或一个以上的不装药眼(空眼),空眼起释放岩石应力和临时储存岩石的作用。这种掏槽法又称为“烧孔掏槽法”或“粉碎掏槽法”。我们曾用过的“平行龟裂法”、“圆筒掏槽法”亦属于这种掏槽法。直眼掏槽法的主要优点是:即使在小断面巷道中亦可实现深孔作业,所有炮眼都相互平行,钻眼方便,可用手工打眼,亦可用钻车打眼;爆破时岩石抛掷力小,对于保护临时支架及提高装岩效率都有利。而其缺点则是:与其他掏槽法相比,钻眼数目     

双楔形掏槽技术在大断面斜井中的应用

随着现代煤矿的发展,大断面斜井的出现,最初的直眼掏槽及单楔形掏槽方式已不能满足现场爆破要求及作业需求,本文阐述了双楔形掏槽技术在大断面斜井中应用、施工要点及成效。     

毫秒雷管在直眼掏槽中深孔分次爆破技术应用分析

楔形掏槽全断面一次爆破和直眼掏槽中深孔分次爆破是岩巷施工爆破常用的两种爆破方案。在水井坑煤矿一采区+340C39S运巷施工中,对毫秒雷管在两种掏槽方式进行爆破施工试验,对其产生的不同爆破效果进行比较分析,发现采用直眼掏槽中深孔分次爆破效果更加理想。     

提高硬岩巷道掘进效率的实践

在坚硬岩石的掘进实践中,以改善掏槽效果为目标,通过改进直眼掏槽的分次爆破工艺,优化作业工序,提高爆破效率,增加循环进尺,降低材料消耗,取得了明显的技术经济效果。     

分层不掏槽爆破在下山巷道掘进中的试验研究

针对煤矿下山巷道钻爆法掘进中普遍存在的循环进尺小、炮孔利用率低、爆后矸石堆积工作面、留底严重等问题,提出一种分层不掏槽爆破技术。基于高速摄影和掏槽破岩理论,通过试验对比,分析了直眼掏槽、楔形掏槽、不掏槽3种形式的爆破破岩效果优劣;并使用ANSYS/LS-DYNAY有限元软件,对实际工程中不掏槽单孔爆破时的炮孔内岩石连续损伤演化累积过程进行数值模拟。在实际煤矿下山巷道掘进施工中,采用楔形加直眼掏槽和分层装药、同时起爆、不掏槽2种爆破方案,进行现场试验。通过对掘进进尺、炮孔利用率、光爆效果、抛渣距离、矸石块度等指标的对比分析,评价设计方案,优选出综合指标最佳的爆破方案。采用此方案,能将月进尺提高13%以上,并能大大提高出矸效率。     

双楔形掏槽方式在均质硬岩爆破中的研究

针对余吾煤业公司南轨大巷在掘进中掏槽方式不合理、爆破效率低等问题,应用掏槽爆破作用理论对其进行分析,提出了双楔形掏槽方式的爆破方案,并用数值模拟软件对其掏槽爆破效果进行分析,在满足光面爆破要求的情况下对其辅助眼和周边眼进行调整。井下工业性试验结果表明:双楔形掏槽方式在均质硬岩爆破中炮眼,利用率达到90%以上,提高了爆破效率,保证了循环进尺。     

爆破震动信号在不同掏槽形式下的HHT分析

为研究钻爆法施工技术对巷道围岩稳定性的影响,减少围岩损伤,通过设计直眼和楔形两种掏槽爆破方案进行相应的爆破实验。利用HHT(Hibert-Huang Transform)法对检测到的爆破震动信号进行分析,得到信号的时频分布和能量谱图,并由此对两种掏槽形式进行比较。结果表明:直眼掏槽信号内主频较高且主频带的范围较小,高频能量的比例较大;楔形掏槽信号主频较低但频带范围较宽,信号内的低频能量比例增加,前者对围岩损伤大于后者且都保证了巷道围岩的稳定性。     

秒雷管和毫秒雷管多段混用一次爆破

在井巷施工中深孔爆破应用越来越多。深孔爆破以直眼掏槽最佳,其优点有:(1)炮眼垂直工作面,布置简单,易操作。(2)炮眼深度不受巷道断面限制。改变炮眼深度时,不必改变掏槽眼布置,只需调整药量,炮眼利用率可达95％以上。(3)易于实现多台凿岩机打眼和打眼机械化。(4)巷道全断面爆破下来的岩石,块度均匀,抛掷距离小,爆堆集中,不易崩坏巷道设备,对围岩震动破坏小,对提高装岩效率和保护临时支护有利。     

提高掏槽质量,增加硬岩巷道掘进效率的试验研究

根据巷道断面和施工条件,在坚硬岩石中的掘进试验,完善了直眼掏槽的分次爆破工艺,并以力求掏槽效果为中心,优化改进了相关作业工序;不但提高了爆破效率,增加了循环进尺,同时节约了材料消耗。     

孔内分段直眼掏槽爆破参数研究

理论分析和模型试验表明，孔内分段直眼掏槽可提高掏槽爆破效率，改善岩石破碎效果，据此从理论上探讨了孔内分段直眼掏槽爆破参数的设计计算方法。     

含大直径中空孔的直眼掏槽在岩巷掘进的应用

为加大八矿运输上山掘进工作面爆破进尺,根据施工现场的实际地质情况,决定采用CMJ17HT全液压钻车代替YT-28型风钻打眼。重新设计了爆破参数,改用含大直径中空孔的直眼掏槽方式进行爆破掘进。经过近半个月的现场试验,爆破进尺有明显提高,说明增加掏槽眼自由面的面积,有利于提高爆破进尺。     

岩石巷道楔形掏槽爆破参数研究

从楔形掏槽破岩机理(假说)出发,提出了楔形掏槽爆破参数的计算方法,包括炮眼眼口、眼底间距和炮眼装药量的计算,讨论了需采用复合楔形掏槽的炮眼深度判据,并进行了算例分析。分析表明:楔形掏槽的爆破参数决定于岩石的强度和弹性特性,以及炸药的爆炸性质,不同的岩石条件或炸药品种将有不同的掏槽眼爆破参数。     

大直径空孔直眼掏槽爆破效果的实验研究

直眼掏槽中空孔对掏槽具有重要影响,以大直径空孔直眼掏槽和小直径空孔直眼掏槽为研究对象,通过理论和数值模拟分析了大直径空孔直眼掏槽破岩机理,结合实验室实验分析不同直径空孔直眼掏槽的爆破效果。研究表明:空孔直径对直眼掏槽的爆破效果和爆破振动均产生重要影响,小直径空孔振动速度峰值、振动持续时间等参数均高于大直径空孔掏槽,大直径空孔比小直径空孔爆破振动速度降低20.6%;大直径空孔掏槽爆破掏槽深度提高20%,对掘进工作面的破坏范围减小30.8%;结合掏槽效果及爆破能量分析,大直径空孔直眼掏槽由于空孔提供的自由面较大,振动消耗炸药能量要小于小直径空孔掏槽,大部分能量用于掏槽区岩石的破坏,减少了爆破振动危害。     

"三小"工艺在岩巷中穿越四灰的实践

三河尖煤矿-700m扩排水仓在掘进期间遇四灰岩石,普氏硬度系数f达到10以上。硬岩掘进中打眼速度慢、爆破成型差一直是影响岩巷掘进单进水平提高的难题。按传统的工艺施工进度太慢,不能保证正常接续。为此,该矿利用“三小”工艺的优势,通过技术分析,重点实践了炮眼的布置,通过对不同的槽眼布置形式进行打眼时间、爆破效果及残眼深度的比较,认为12孔楔形掏槽效果最好,从而保证了该矿的正常接续。     

水平巷道中棱柱形掏槽炮眼布置的基本研究

在炸药爆破作用下不易塑性变形的脆硬岩石中应用棱柱形掏槽效率最高。在国外许多采矿企业中进行了确定棱柱形掏槽合理参数的实验和理论研究。在白云石化的石灰岩层中进行了各种结构的棱柱形掏槽的研究。破碎岩石所消耗的能量按破碎岩石体积和爆破后形成的掏槽孔大小或掏槽眼和崩落眼间的破碎带大小来确定。确定,崩落眼直径对爆破结果的影响     

复式桶形掏槽在岩巷深孔爆破中的应用

结合直眼掏槽破岩机理和工业试验,了研究。得到了适用于试验巷道合理的掏槽型式。用复式直眼掏槽可获得较好的掏槽爆破效果。对岩石巷道掘进深孔爆破中的掏槽爆破进行结果表明,对于较坚硬完整的岩石巷道,采用复式直眼掏槽可获得较好的掏槽爆破效果。     

巷道爆破掘进中掏槽孔优化设计与应用

爆破技术在矿山巷道掘进中广泛运用,掏槽爆破是关系到巷道全断面爆破能否取得预想效果的关键,选择合理的掏槽形式对爆破效果有决定性的作用。针对某矿山现有的单孔装药菱形直眼掏槽技术在硬脆性花岗岩中夹制性大、炮孔利用率低等问题,通过增加自由面和补偿空间的方式对原掏槽孔布置进行优化,提出了双孔装药矩形直眼掏槽技术,并应用于某矿区巷道掘进工程中。爆破后,炮孔利用率高达82.6%,取得了良好的爆破效果,提高了炮孔利用率,加快了巷道掘进速度。双孔装药矩形直眼掏槽技术对类似硬岩巷道的爆破掘进施工具有重要的指导意义。