深井高应力大断面岩巷快速钻爆成套技术

 为克服深井高应力坚硬围岩条件下的巷道快速钻爆难题,以现代爆破理论、断裂力学、岩体力学为基础,提出一整套深部巷道坚硬围岩快速爆破技术,主要包括：新型定向断裂巷道轮廓成形控制技术、多向聚能装药高效破碎技术、双空孔复式直眼掏槽技术及适应高应力环境的不等抵抗线布孔技术。工程实践表明：该套技术的应用,大大减少了钻孔数量,提高了巷道成形效果和围岩稳定性,提高了炮眼利用率和岩石破碎质量,增加了循环进尺和掘进效率,并减少了支护和爆破材料消耗,实现了深井高应力全岩巷道的快速钻爆。     

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。     

深井高应力大断面岩巷掘进技术研究

深井掘进矿压大、地质复杂、巷道凿岩成孔困难,钻孔效率低,爆破效果差,岩巷掘进循环作业进尺小。为解决高应力坚硬围岩条件下的巷道快速钻爆问题,某矿采用了直眼中空四角柱式掏槽、多向聚能爆破、井巷定向断裂巷道轮廓成形技术,增加了循环进尺和掘进效率,减少了支护和爆破材料消耗,实现了全岩巷道快速钻爆。     

深井高应力大断面岩巷掘进技术

深井井巷掘进集中了矿压大、地质复杂、矿井灾害多等多重不良条件,巷道凿岩成孔困难,钻孔效率低,爆破效果差,掘进循环作业进尺小。为了解决高应力坚硬围岩条件下的巷道快速钻爆问题,本文介绍了直眼中空四角柱式掏槽技术;多向聚能爆破技术;井巷定向断裂巷道轮廓成形技术。多种技术综合运用,可增加循环进尺和掘进效率,减少支护和爆破材料消耗,实现深井高应力大断面全岩巷道的快速掘进。     

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

新型可预爆钻注锚一体化锚杆的研制

现行锚注支护技术难以适用深部岩层巷道的某些复杂地质条件,因此,设计了一种新型可预爆钻注锚一体化锚杆,利用锚杆前端多段爆药段爆破作用,快速扩大注浆区域,形成超大厚度的围岩加固带,充分利用围岩的自撑能力保证巷道的长期稳定,并且迅速贯穿渗水区域并注浆成保护区域。     

新型可预爆钻注锚一体化锚杆的研制

现行锚注支护技术难以适用深部岩层巷道的某些复杂地质条件,因此,设计了一种新型可预爆钻注锚一体化锚杆,利用锚杆前端多段爆药段爆破作用,快速扩大注浆区域,形成超大厚度的围岩加固带,充分利用围岩的自撑能力保证巷道的长期稳定,并且迅速贯穿渗水区域并注浆成保护区域。     

基于应力场干预的巷道围岩控制技术

高应力巷道围岩破坏严重变形剧烈,在服务期间难以满足回采的要求,已经成为煤矿安全开采研究的重点和难点.本文从应力转移、应力阻隔和应变能释放3个角度,归纳总结了应力场干预的巷道围岩控制技术.针对坚硬顶板提出水力压裂断顶,高应力底鼓聚能爆破断底,大变形巷道钻孔卸压技术,分别探讨了每种手段的技术原理.水力压裂使岩层的承载层向高位移动,同时应力向煤体深部转移;聚能爆破在底板岩层中形成连续的结构面,阻断水平应力的传播途径和改变其传播方向;钻孔卸压可以释放高应力岩体的应变能为围岩变形提供补偿空间.工程实践表明,提出的应力场干预技术能够有效地控制围岩稳定,为高应力巷道维护提供技术保障.     

高应力巷道围岩应力转移技术与工程应用研究

高应力巷道围岩塑性区、破碎区范围大,在其服务期间围岩破坏严重,巷道支护成本很高、造成资源开采极端困难,是巷道围岩控制中的关键问题,也是研究的前沿和重点。对于极难维护的高应力巷道,将巷道围岩应力从浅部转移到深部是控制巷道围岩变形、保持巷道良好维护状态的根本技术途径。针对不同巷道围岩条件和控制要求,通过理论研究、力学计算与工程实践,提出了巷道顶板掘巷松动爆破、巷道底板掘巷松动爆破、上行开采、巷道底板松动爆破再注浆加固和巷道迎头超前开槽(孔)等5项应力转移新技术。实践表明,提出的应力转移技术为高应力巷道治理及其它地下工程支护提供了新技术支撑,具有广阔的推广应用前景。     

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。     

岩巷掘进爆破对围岩稳定性影响的研究

利用围岩松动圈理论,计算了深井巷道的松动圈半径;建立了巷道掘进柱状装药爆破对围岩松动圈影响的力学模型,得出了围岩动态松动圈半径的计算公式,为深井巷道爆破掘进过程中巷道的支护设计提供了依据。     

硬岩超深孔α掏槽爆破掘进技术研究

根据金属矿山采切工程特点及天溜井一次成井实践,对硬岩超深孔爆破掘进技术进行了分析研究,提出了硬岩超深孔α掏槽法。α掏槽法将掏槽、扩槽及掘进井巷断面之间的相互关系进行了量化,简单明确,便于现场布置和施工,可应用于硬岩超深孔掘进爆破工程。     

我国煤矿岩巷快速掘进技术现状及展望

为了提高我国煤矿岩巷的掘进速度和机械化水平,扭转采掘失调局面,介绍了目前我国煤矿3种机械化作业线的技术现状及特点,借鉴国外经验分析了岩巷快速掘进的技术趋势,研究提出了2种岩巷快速掘进机械化作业线,即液压钻车配侧卸装岩机和掘进机配梭式矿车、带式输送机,并对2种作业线的优缺点及适用条件进行了分析,指出了岩巷快速掘进应优先发展第1种钻爆法岩巷机械化快速作业线,研究其施工工艺及技术装备问题,解决国内岩巷掘进施工中的普遍性问题。     

新立煤矿深部巷道耦合支护技术及应用效果分析

 深部巷道因其所处的特殊工程地质条件以及深部围岩所具有的大变形力学特性,决定了深部巷道工程支护技术的复杂性,本文介绍了深部巷道耦合支护的力学原理,并且分析了深部巷道耦合的作用原理及阐述了深部巷道耦合支护参数确定的理论公式。通过新立煤矿工程应用表明,深部巷道耦合的作用原理在技术上是合理的、安全上是可靠的、经济上是合理的,基本达到了预期目标。     

旗山矿深部断层冒落巷道修复技术研究

旗山矿-1000m水平北翼联络轨道大巷在初期掘进过程中,在断层附近巷道顶板上方出现了一定规模的冒落带.通过对巷道工程地质条件的分析和围岩特性的研究,确定了巷道围岩的类型及其变形力学机制,提出了巷道修复支护技术,在现场应用取得了成功.     

基于试验对小断面硬岩巷道爆破掘进参数的优化

 针对煤层附近小断面硬岩巷道爆破施工高效爆破和低成本的要求,采用循环施工试验,工序写实,结合围岩条件和施工实际情况对掏槽方式和炮眼深度这两个重要的爆破参数进行优选。实践检验表明,小断面巷道的爆破施工采用复式掏槽外加辅助空眼可以取得较好的爆破效果,炮眼深度的确定应在提高炮眼利用率的前提下,兼顾提高工人劳动生产效率。     

复杂地质条件矿区瓦斯综合治理技术体系研究

为解决复杂地质条件矿区瓦斯综合治理技术难题，针对淮南矿区实际，通过理论研究和工程实践，研究了复杂地质条件下的煤与瓦斯共采技术体系和瓦斯治理工程保障技术体系，包括岩巷快速掘进技术、围岩控制与巷道支护工程技术体系和瓦斯地质保障技术，形成了复杂地质条件矿区瓦斯综合治理技术体系。研究结果表明，应用这些技术成果，能够显著提高矿区安全和经济效益。     

爆破震动影响下软岩巷道变形破坏特征研究

针对爆破震动对软岩巷道的稳定性产生影响的问题,对爆破震动条件下巷道变形破坏规律进行了研究。以矿山岩石力学理论为指导,对巷道稳定性受爆破震动影响的力学机理进行了理论分析。采用现场试验和三维数值模拟实验方法进行了实验研究,获得了爆破震动条件下软岩巷道的稳定性特征。研究结果表明当受到爆破震动影响时,巷道围岩内的塑形区将显著增大,从而加剧了巷道的变形破坏。