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。     

中深孔与空气柱爆破技术在岩巷炮掘中的应用

随着煤层开采深度增加,巷道围岩赋存条件愈加复杂,岩巷掘进机械化程度受到限制,但钻爆法掘进工艺仍广泛应用。基于岩巷炮掘工艺循环进尺低、施工进度慢、巷道光爆成型差等缺陷,采用中深孔爆破技术,增加循环进尺,减少劳动投入,提高施工效率,优化生产工艺;采用空气柱爆破技术施工巷道周边炮眼,利用爆炸压力作用,使被压缩空气释放准静态能,均匀作用于岩壁,减小破碎带范围,控制巷道光爆成型。两项爆破技术配合应用,实现岩巷快速掘进,提升巷道爆破成型效果。     

煤矿岩巷掘进爆破掏槽孔超深问题探讨

掏槽技术是影响煤矿岩巷钻爆法掘进效率的关键,为了探讨掏槽孔超深深度(掏槽孔与非掏槽孔深度之差)与炮孔利用率之间的关系,采用文献检索法和现场试验开展相关研究,以近40年岩巷爆破掘进实际案例为对象,从时间、岩性、断面大小、炮孔深度、掏槽形式等5个维度对我国煤矿岩巷掘进施工相关文献进行了统计分析研究。研究结果表明:自20世纪80年代以来,岩巷爆破设计的掏槽孔超深深度均设定约为200 mm,炮孔利用率维持在90%左右,5个维度中岩性对炮孔利用率的影响最为显著,并就掏槽孔超深深度为200、300、400和500 mm时进行了现场爆破试验,炮孔利用率较超深深度为200 mm时的89%分别提高到93%、97%和97%,最大提高了8%,试验条件下掏槽孔超深深度的最优为400 mm;掏槽孔超深深度与炮孔利用率具有较强的相关关系,适当加大掏槽孔超深深度能显著提高炮孔利用率,而不同施工条件下掏槽孔超深深度的确定有待研究。     

煤矿快速钻进设备与大孔径直眼掏槽快速爆破关键技术研究

目前,煤矿岩石巷道掘进施工的主要方法钻眼爆破法,使用钻眼爆破法进行掘进时,爆破效果好坏、循环进尺大小和炮孔利用率的高低关键是掏槽,掏槽眼的布置方式分为直眼掏槽和斜眼掏槽。大量实践表明,受现有地质条件、巷道断面、凿岩机具、装药等因素的影响,每循环进尺要达到2.5~3.0 m,不论采用直眼掏槽还是斜眼掏槽,都容易出现掏槽效果不好,炮孔利用率低的现象。研制开发了一种液压掘进钻车,既可钻小直径普通钻孔,又能钻直径为100~110 mm的大孔,解决直眼掏槽爆破大直径炮孔自由面的问题,达到快速掘进和快速爆破的目的。     

岩巷中深孔直眼掏槽爆破关键技术参数研究

针对煤矿岩石巷道钻爆法掏槽方式和施工工艺导致煤矿岩石巷道掘进循环进尺小,不利于高产高效煤矿生产的现状,结合当前国家"逢掘必探"政策要求,创造性利用超前探眼,提出超长钻孔大直径空眼三圈直眼掏槽新技术,不同孔径条件下关键技术参数研究结果表明:空孔直径为193mm时爆破效果最优,循环进尺可达2.2～2.4 m,炮眼利用率平均为95%。实践证明,采用大孔径直眼掏槽中深孔爆破新技术,东保卫矿-500西大巷工程工期由原来3 a缩短为1.8 a,经济技术效果显著。     

楔形掏槽炮孔角度对称性对掏槽效果影响研究

为了研究楔形掏槽炮孔角度对称性对掏槽爆破效果的影响,从理论上阐释了楔形掏槽爆破机理;并采用黑索金炸药对水泥砂浆试块完成了楔形掏槽对称性爆破相似模拟试验,综合评价分析了爆破形成的槽腔深度、体积和炮孔利用率等爆破效果。在潞安屯留煤矿南翼轨道大巷现场试验,循环进尺提高了11.5%。研究结果表明掏槽眼炮孔角度对称布置能够充分利用炸药的爆破能,增大爆破槽腔体积,增加槽腔深度,掏槽效果优于角度不对称情形,有利于提高掘进进尺,对隧道、巷道掘进施工具有参考意义。     

大断面硬岩巷道中深孔爆破试验研究

充分利用设备潜能,加大炮孔深度和炮孔直径,采用中深孔爆破技术,减少辅助作业时间,加快巷道掘进速度可获得较大的经济效益。在试验中通过采用较大炮孔直径和装药直径,并不断完善掏槽方式和光面爆破参数,优化设计方案,最大限度地发挥底部集能掏槽形式掏槽爆破的技术优势,提高掏槽效率。同时加强现场组织管理,试验研究取得了良好的效果,掘进循环进尺和巷道周边成型质量明显提高。     

中深孔光爆技术在硬岩巷道中的应用研究

目前,岩巷掘进的主要作业方式为炮掘,炮掘的循环进尺决定着掘进速度,因此,中深孔爆破的应用在岩巷掘进中日益广泛。中深孔爆破技术的实施受岩石条件的限制,在硬岩巷道中,炸药消耗量大、容易出现"抽炮"现象、炮眼利用率低,针对硬岩巷道中深孔爆破现场问题,对硬岩巷道中深孔爆破技术进行研究,通过改变掏槽方式、爆破参数、装药结构来改善爆破效果。本文以陈四楼煤矿为例,通过现场试验,对中深孔爆破技术在硬岩中的应用展开了研究。     

深部高应力岩巷快速钻爆施工技术

在新汶矿区地应力测试结果的基础上,分析了深部高应力岩巷快速钻爆施工的难点。基于现代爆破理论、断裂力学、岩体力学,通过实施技术创新,采用CMJ17A全液压凿岩钻车代替传统风钻,提出新型岩石定向断裂控制爆破技术、双空孔楔形-筒形复式掏槽技术,形成了一套深部高应力坚硬围岩巷道快速钻爆新技术。工程实践应用表明,该套快速钻爆新技术,可大大减少钻孔数量以及支护和爆破材料消耗,提高炮眼利用率,改善巷道成形效果和围岩稳定性,提高循环进尺和掘进效率,实现平均月进尺122 m,最高月进尺155 m,达到了深部高应力岩巷“长进尺、高效率、弱扰动、少欠挖、小超挖”的快速钻爆施工目的。     

中深孔爆破技术的应用与实践

回坡底煤矿原有的岩巷掘进工艺较为落后,严重影响矿井的开拓,为此进行了中深孔爆破技术的试验。试验结果表明,中深孔爆破技术采用准直眼强力掏槽,减少了炮眼数量,提高了每茬炮的循环进度和炮眼利用率,从而提高了岩巷的掘进速度。     

基于投影寻踪自回归模型的一次爆破成井效果预测研究

基于投影寻踪自回归理论, 建立了以岩石抗压强度、岩石容重、空孔直径、空孔个数、炮孔直径、炮孔个数、最小抵抗线、槽孔线装药密度和炸药单耗9个指标为输入因子, 以成井断面和成井高度为输出因子的一次爆破成井效果预测模型。搜集矿山一次爆破成井工程实例, 对其中20组不同矿山的实测样本进行了训练和检验。结果表明, 一次爆破成井预测断面与设计断面误差在2%之内, 一次爆破成井预测高度与实测高度误差在8%之内, 均满足工程要求。根据所建模型, 结合山东黄金集团新城金矿矿岩参数及爆破参数, 对该矿一次爆破成井的效果进行了预测。实践证明, 该方法预测性能好, 对一次爆破成井参数设计具有良好的指导作用, 是一种研究一次爆破成井的新方法, 具有广阔的推广应用前景。     

优化爆破参数对提高岩石巷道掘进效率的探讨与实践

目前由于矿井巷道掘进效率普遍不高,从而极大地影响了矿井生产的正常接替。文中通过优化爆破参数,提高了岩巷掘进的爆破效率,最终提高了巷道掘进速度。     

谦比希铜矿东南矿区巷道掘进爆破改进思路 及控制措施

由于谦比希铜矿东南矿区北采区巷道掘进爆破参数不合理、炸药单耗高、断面成形差、岩体块度过于破碎,导致矿山爆破成本居高不下,溜井易堵塞,严重威胁了生产掘进作业安全。为有效解决矿山掘进爆破作业中存在的技术难题,开展了矿岩质量稳定性分级和现场爆破漏斗试验,分别从调整掏槽方案、控制起爆延期时间、优化周边孔控制爆破方法等方面提出了提高爆破效果的爆破控制改进思路,并对现场施工的安全措施进行了讨论。研究表明：①矿化板岩属于第Ⅲ～Ⅳ级岩体,上盘石英岩和下盘石英岩均属于Ⅱ级岩体,基底花岗岩和下盘砾岩均属于Ⅱ级岩体,岩体条件差异较大,需根据现场岩性对爆破参数进行动态调整;②现场爆破漏斗试验确定的合理炸药单耗约1.86 kg/m³,当前炸药单耗明显偏高,具有较大的优化空间;③斜孔掏槽在炮孔数量、单耗、爆破效果等方面较直孔掏槽具有明显的优越性,适宜开展斜孔掏槽对比试验;③矿山掘进爆破微差延期时间偏大,可采用短微差延期雷管进行优化试验;④周边孔装药结构不合理,适宜采用所提爆破改进思路进行调整,改善巷道轮廓控制效果。今后将通过多方案现场爆破对比试验,验证改进思路的可行性和可靠性,为矿山生产爆破巷道控制提供参考。     

束状孔大量落矿残矿高效回采工艺技术研究与应用

针对空场法开采中空区群治理和矿柱群回采的难点问题,以束状孔变抵抗线爆破技术为基础,开发了束状孔大量落矿残矿高效回采工艺技术,成功应用在多个矿山的采空区治理与残矿资源回收中,取得了良好的效果。     

大红山铁矿Ⅰ号铜矿带台车掘进光面爆破试验研究

巷道成形良好的关健因素主要是矿岩的岩性、构造的发育情况、炮孔起爆顺序、孔内装药量和周边眼的间距。目前大红山铁矿井下掘进施工中起爆顺序和孔内装药量都已是成熟的技术,现阶段对台车光面爆破试验研究以调整周边眼的间距为主。为探讨大红山铁矿Ⅰ号铜矿带台车掘进光面爆破技术,通过不同周边眼间距的台车掘进光面爆破试验研究的效果对比,得到台车掘进光面爆破最优效果的最优周边眼间距,为大力推进台车光面爆破掘进奠定坚实的基础,随着研究的深入和实践经验总结,对各类金属矿山的采掘施工中,提高作业效率,降低安全风险,将得到更为广泛的应用。     

GPS技术下的露天矿山爆破设计及布孔

针对某露天铁矿布孔方式及弊端,该矿山引进GPS技术并将其应用到矿山爆破设计和布孔中,在现场进行实验研究。结果表明,使用了GPS技术进行布孔,可以极大地提高孔位的布设精度,且操作简便,工作效率较之前也有较大的提高,满足了矿山精细化爆破要求,使得最终的爆破效果得到改善。据现场统计,最终爆破大块率降低40%,减少了处理大块等待时间,满足露天矿山采装的要求,获得了良好的经济效益。     

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。     

复合掏槽在岩巷快速掘进中的研究与应用

为解决阳煤五矿南翼五采区集中高抽进风巷炮孔利用率低、大矸率高、整体掘进效率低等难题,运用LS-DYNA软件模拟楔形掏槽与复合掏槽方案,研究了岩体内部应力变化规律,并进行现场试验。结果表明复合掏槽更有利于破碎岩石,形成槽腔,提高爆破效率。新方案较原方案单循环进尺提高了0.46m,炮孔利用率由69.5%提高到92.5%,且无可见大块矸石,取得成效显著,对类似的岩巷爆破掘进具有参考价值。     

煤矿小断面岩巷钻爆法快速掘进技术研究

煤矿中岩巷的掘进速度往往是煤炭开采时间的决定性因素,岩巷的快速掘进是煤矿生产的保证,但是不合理的爆破方案、落后的掘进设备以及繁杂的工程管理往往制约着岩巷的掘进效率。岩巷掘进水平关系到煤矿正常生产接续,针对阳煤集团一矿某高抽巷掘进速度较慢的实际,首先对制约试验巷道掘进进尺水平的因素进行分析,根据分析结果对爆破参数进行了优化设计,尤其是针对掏槽爆破孔的重新设计,最后对爆破效果进行多方位的对比检测。试验结果显示,优化的爆破方案能够有效地提高巷道掘进效率,巷道的单循环进尺、大块率、炮眼利用率等指标明显优于原爆破方案,月进尺也由70 m/月提高到85 m/月,圆满完成并超过矿上给定的指标。