急倾斜中厚煤层深孔爆破技术探究

深孔爆破采煤法是针对急倾斜中厚煤层的一种非常有效的开采方法。根据桃山煤矿九采区一井90#煤层左九片工作面的开采条件,阐述深孔爆破采煤方法的爆破工艺、适用条件、优缺点。通过ANSYS/LS_DYNA软件模拟得到了爆破孔和控制孔最佳间隔距离为1.2~1.6 m,并得到了爆破半径为1.4~1.8 m。为大倾角、中厚煤层中工作面的安全高效开采提供了宝贵的经验。     

顶板煤层开采破坏特征及预裂爆破技术研究

针对上覆高位厚层砂岩顶板煤层开采问题,研究高位厚层砂岩顶板煤层开采破坏变形规律,通过数值模拟,分析工作面回采以及深孔预裂爆破间距80 m时煤层开采的弹-塑性区破坏特征及顶板应力演化规律,制定预裂爆破技术方案并分析控制效果。通过现场观测,结果表明：周期来压步距从深孔预裂爆破前28.1 m减少到25.9 m,支架工作阻力均值从爆破前25.21 MPa减少至25.68 MPa,卸压效果良好,保证工作面安全回采。     

亿欣煤业综采工作面块煤率提升技术研究

亿欣煤业主采15^#煤层为价值较高的无烟煤,提高块煤率可大幅提升矿井的经济效益。经过现场试验,综合考虑施工工程量、爆破孔工程量及炸药消耗量等成本投入,确定最优方案为：工作面煤壁爆破孔深度为2.6 m,半径21 mm,炮眼间距1.0～1.5 m;共布置两排炮孔,上排炮孔距离顶板0.8～1.0 m,与水平面夹角呈3°～5°俯角打孔,下排炮孔距离底板岩层1.0～1.5 m,与水平面夹角呈3°～5°仰角打孔,水平倾斜75°;两排炮孔间距约为1.0～1.2 m,采用不耦合装药进行松动爆破。     

鸡笼山金矿采场中深孔控制爆破研究

为满足鸡笼山金矿中长期开采规划的要求,结合-130m35#采场的工程地质概况,分别对孔-117m切割槽,1～14排、15～51排落矿中深孔进行了凿岩爆破设计,同时评估了爆破效果。结果表明,鸡笼山金矿中深孔控制爆破设计是成功的,爆破矿石块度大多为0.3m×0.3m,炸药消耗也明显下降,取得了良好的技术经济效果。     

基于离散元方法的急倾斜极薄矿脉机械化开采爆破参数仿真优化

急倾斜极薄矿脉留矿法开采爆破空间规整平齐是实现小型采矿机器人高效通行和稳定作业的关键因素。为了提高狭小空间爆破光面控制效果,采用离散元方法和黏结颗粒模型耦合仿真方法,开展了不同炮孔参数条件下急倾斜极薄矿脉爆破模拟,以爆破空间轮廓规整性系数为评价指标,对急倾斜极薄矿脉炮孔布置方式和参数进行了优化。研究结果表明：同等排距和孔距条件下,矩形方式布孔的爆破规整性系数最高,矩形+间隔空孔布孔方式爆破规整性系数次之,之字形炮孔布置方式爆破效果最差;结合爆破经济性指标和采场断面规整性系数综合考虑,对于急倾斜极薄矿脉机械化开采,推荐采用矩形+间隔空孔装药的爆破方式,炮孔排距0.4 m,孔距0.8 m。     

岳南煤业厚层坚硬顶板深孔爆破放顶技术研究

为解决岳南煤业215102工作面推进时悬顶面积大、不易垮落进而引起矿压显现剧烈的问题,提出了深孔爆破强制放顶技术,通过数值模拟分析了爆破后K2灰岩坚硬顶板的裂纹扩展特征,确定炮孔间距 6 m、炮孔角度45°、炮孔深度13.5 m。实施深孔爆破放顶技术后,坚硬顶板能够及时垮落,工作面平均来压步距32.9 m,减小了25.7 m,平均动载系数为1.27,来压强度明显减弱,保证了工作面初采阶段的安全生产。     

煤矿岩巷掘进爆破参数优化研究

为提高煤矿坚硬岩石巷道的掘进速度,对钻孔直径和炮泥配比进行了优化,并计算了炮孔的填塞长度。现场试验结果表明:爆破参数优化后,循环进度提高约0.2~0.3 m,平均掘进速度提高7 m/月,还降低了爆破后一氧化碳和粉尘浓度,改善了井下的职业卫生条件并降低了材料成本。     

综放孤岛面初采顶板爆破技术在唐安矿的应用

通过对唐安煤矿煤层及其顶底板岩石力学参数的测定,确定出深孔预裂爆破的炮孔长度、炮孔间距、装药结构、联线方式等爆破参数,根据相关爆破参数设计出3407综放面深孔预裂爆破方案。方案实施结果表明,3407工作面基本顶初次来压步距与3405工作面相比缩短了9.6 m,顶煤回收率提高了14.38%,实现了综放孤岛面的安全高效开采。     

源鑫矿业残矿回收中深孔爆破优化设计

福建源鑫矿业东际矿区采矿已基本完成,目前亟需进行450 m中段0#~1#线的残矿回收工作。考虑到一次性爆破震动影响较大,影响上部采空区稳定性,结合矿体开采现状,采用一次性凿岩装药,分区分段爆破方式,起爆网络采用簇联方法单发瞬发雷管起爆,并在适当的位置补充炮孔以保证爆破效果,特别是在矿柱区域,扇形炮孔未覆盖的位置适当补充炮孔,极大提高了爆破效率,最大限度地回收了矿石资源。通过中深孔爆破优化计算,最终设计的炮孔穿孔总长度为372.4 m,炮孔数量81个,每个炮孔延长0.5 m,所需的导爆索总长度为410 m。     

超前深孔预裂爆破弱化采煤工作面坚硬顶板技术研究

针对朱庄煤矿Ⅱ646综采工作面煤层上方18m厚坚硬顶板,易形成大面积悬露,严重影响矿井安全生产的难题,采用超前深孔预裂爆破弱化方法,进行了炮孔布置及爆破参数设计,实现了对坚硬顶板的有效控制,减小了基本顶跨落步距,降低了来压强度,消除了顶板大面积悬露产生的围岩灾变隐患,保证了工作面的安全正常开采。     

保德煤矿81305综放工作面煤的自燃特性及防治技术研究

为了解和掌握保德煤矿8号煤层自然发火规律,以81305综放工作面为研究对象,进行煤样升温氧化实验,得出8号煤层自燃指标性气体为CO、C2H4。通过现场实测采空区气体变化规律结合数值模拟,得出81305工作面采空区自燃氧化带的范围为:进风侧200~350 m;工作面中部220~400 m;回风侧100~220 m。计算出预防采空区自燃的工作面最安全的推进速度为61.71 m/月。并提出了保德煤矿8号煤层不同开采时期采空区自然发火防治措施。     

中硬煤层块煤率提高技术

为了提高中硬煤层综采工作面的块煤率,根据矿井的地质条件及设备选型,从开采工艺和装备两方面进行了研究。采用微差爆破技术对工作面煤壁进行了弱化;对采煤机参数进行了优化,并采用数值模拟方法进行校验。研究结果表明:采用煤层弱化与采煤机参数优化相结合的技术措施后,井下工作面的块煤率提高了4.34%,地面块煤率提高了8.59%,块煤率得到了明显提高,给煤矿带来了显著的经济效益。     

大倾角松软厚煤层综放开采顶煤运移规律及试验研究

为了提高大倾角松软厚煤层综放开采顶煤采出率,以庞庞塔煤矿9-301工作面为工程背景,综合采用理论分析、现场实测、工业性试验的方法,研究了大倾角松软厚煤层顶煤运移规律和放煤特征。研究表明,9-301工作面顶煤在距离采煤工作面30～50 m范围内开采产生移动,且受倾角影响明显,回风巷顶煤位移量远大于运输巷;统计了不同放煤步距和放煤方式对厚煤层顶煤采出率的影响,结果表明,一刀一放（放煤步距0.8 m）的回采率高于二刀一放（放煤步距1.6 m）,且有利于顶板控制,同时,采用一刀一放、多轮顺序放煤相比一刀一放、单轮顺序放煤顶煤采出率可提高5.5%。研究结果对提高大倾角松软厚煤层综放开采顶煤回采率具有重要指导意义。     

特厚煤层顶煤深孔预裂爆破技术研究

针对潘津煤矿二采区23-25号煤层赋存条件,提出采用深孔预裂爆破的方式来弱化顶板;基于断裂力学、爆炸动力学分析了顶煤深孔预裂爆破原理及煤体爆破破坏分区特征;根据前人的研究成果及煤体力学特征,合理地对炸药类型、不耦合系数、封孔系数及起爆方式等爆破参数进行分析,利用数值分析软件ANSYS LS_DYNA确定了最优不耦合系数为1.25,封孔系数为0.25;依据确定的最终参数计算得到爆破下顶煤破碎区半径、裂隙区半径分别为0.836 4、3.942 6 m,弹性震动区半径约5.6 m,并确定炮孔间距为8 m。基于工作面的工程地质条件,提出了两巷超前预裂深孔爆破的顶煤预裂方案,该方案应用于工程实践后,能有效地弱化顶板,提高回采率。     

急倾斜薄煤层工作面推进速度对顶板岩层活动的影响

为了研究急倾斜薄煤层工作面推进速度对顶板岩层活动的影响规律,以新铁煤矿99#煤层的赋存条件及开采情况为研究背景,运用FLAC3D数值模拟软件,分别对不同推进速度下的顶板垂直应力场以及位移场进行模拟,并分析了不同推进速度下的顶板活动情况。结果表明:工作面推进速度对顶板岩层的应力分布、下沉量有显著影响。当工作面推进速度从2.4m/d增加到4.8m/d时,工作面煤壁处顶板垂直应力从13.95MPa降低到12.38MPa,降低了12.68%;煤壁前15m处顶板垂直应力从19.02 MPa降低到17.51MPa,降低了8.62%;顶板最大下沉量由0.93m降低到0.50m。适当提高急倾斜薄煤层工作面推进速度,顶板垂直应力和下沉量均降低,有利于顶板稳定。     

综采工作面煤层超前深孔预裂爆破增透试验研究

基于抽采时间短的采煤工作面回采过程中存在瓦斯超限的问题,通过在原抽采孔中间布置爆破孔,采用直径为63mm的煤矿瓦斯抽采水胶药柱进行超前深孔预裂爆破增透,使得煤层透气性大大增加,取得了抽采孔瓦斯浓度提高2.2倍、流量提高5倍以上的效果。试验表明采用超前深孔预裂爆破增透技术可有效解决工作面回采期间瓦斯超限的问题。     

低透气性突出煤层煤巷“三带”的研究与应用

针对车集煤矿2309工作面煤层瓦斯含量较高、煤层透气性较差等问题,采用Origin数值分析,对2309工作面切眼两侧顺层钻孔内瓦斯浓度变化规律及2309工作面切眼两侧卸压带宽度进行了研究。研究得出:2309工作面切眼卸压带内宽度自巷道左帮开始为0~12.7 m,应力集中带位于12.2~16.7 m,原始应力区为大于16.7 m。因此,2309工作面向前掘进时进尺不大于12.7 m,且对本煤层施工的顺层钻孔封孔长度不小于12.7 m,才能够有效保证钻孔的抽采效果;同时根据钻孔瓦斯浓度衰减规律,要求顺层钻孔在封孔结束后30 d内必须保证抽采负压,确保钻孔的抽采效果。研究为矿井的瓦斯抽采和巷道掘进速度提供技术支撑,有效保证了突出煤层瓦斯防治的治理水平。     

煤体松动爆破在综采工作面的应用

综采工作面初采时若遇到煤层较硬的情况下,采煤机割煤将很困难,将煤体松动爆破技术应用到综采工作面初采,起到了较好的效果,为工作面初采正规循环作业提供了技术保证。     

平煤十二矿岩层下保护层开采技术及工程实践

针对深部高突矿井存在高地应力、高瓦斯、低透气性、高地温、高岩溶水压以及高强扰动等致灾因素,以致瓦斯突出事故频繁发生的问题。在不具备常规保护层（煤层厚度≥0.8 m）开采的工程背景下,及实现上部被保护煤层增透卸压的难题,提出岩层下保护层工作面开采技术的解决思路。基于十二矿三采区主采煤层工程地条件,分析了岩层下保护层工作面采高与合理宽度的确定方法。结合矿井现有开采设备水平与技术经济因素,确定岩层下保护层开采厚度1.8 m,工作面宽度158 m;基于31040岩层下保护层工作面煤岩层揭露情况,优选出了岩层工作面破岩的关键开采设备,并设计了工作面三花眼辅助预裂爆破配合采煤机截割的破岩方式;根据己_16-17煤层瓦斯地质条件,设计了岩层下保护层瓦斯卸压效果监测方法。     

基于槽波波速层析成像的爆破卸压效果评价方法

工作面上覆采空区遗留煤柱造成的应力异常,给煤矿开采带来极大安全隐患,爆破是消除煤柱应力集中的常用办法,但是缺少对爆破效果进行评价的技术。分析了槽波波速与应力之间的定性关系,上覆煤柱爆破前后进行2次槽波波速层析成像,并计算2次槽波波速差值,对工作面上覆煤柱爆破卸压效果进行评价。将槽波波速成像结果与数值模拟、矿压监测结果以及回采实际情况进行了对比分析。结果表明:工作面内槽波波速与围岩应力状态具有良好的相关性;槽波波速能够有效地反映工作面内应力分布及转移情况,合理评价煤柱爆破卸压效果。