轴向不耦合装药爆破应用研究

轴向不耦合装药是一种有效的爆破装药技术。以往研究显示,轴向不耦合装药在减少炸药用量同时,能够改善爆破效果。为了取得良好效果,轴向不耦合装药必须采用适合的爆破参数。采用数值模拟及现场试验,研究了轴向不耦合装药的间隔位置及间隔长度对爆破效果的影响,并探讨了合理参数范围。该研究结果可以为工程爆破施工提供参考。     

深孔预裂爆破装药量计算方法及水耦合装药结构优化

岩体内爆破裂隙的发育程度与装药参数密切相关。针对现有装药量计算方法在深孔预裂爆破应用中适用性差的问题,通过建立柱状装药简化计算模型,基于体积法计算原则,提出了一种深孔预裂爆破装药量计算方法,并分析了水压爆破作用机理,对深孔预裂水耦合爆破装药结构进行优化,解决了深孔封堵劳动量大、含水地层封堵困难、炸药拒爆等不易处理的难题。采用上述研究成果,在新驿煤矿硬岩巷道开展了综掘硬岩深孔预裂爆破现场试验,借助钻孔成像仪及声波测试仪进行爆破效果检测。结果表明:爆破后孔内岩石大量裂隙增加,岩石完整性下降,封堵段岩石完整性系数下降至0.3～0.5,装药段下降至0.1,综掘机推进过程中爆破区域推进速度增加,验证了装药量计算方法及装药结构的优越性。     

22051巷顶板爆破切顶卸压技术研究

针对青洼煤业沿空掘巷时煤柱应力集中、巷道压力大等问题,采用爆破切顶技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计,提出了快速装药技术。现场试验效果表明:快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后煤柱应力分布较均匀,承载力较强;沿空掘巷采后巷道变形量较小,卸压效果显著。     

裂隙岩体不耦合装药爆破技术研究

武钢乌龙泉矿地质条件复杂，岩体中裂隙较多。在生产爆破过程中，大块率和粉矿率都较高。为解决这个问题，本文提出采用不耦合装药爆破技术。本文首先探讨了不耦合装药的爆破作用，从增加应力波作用时间、降低作用在炮眼壁上的冲击压力峰值和增大应力波传给岩石的冲量三个方面分析了它改善爆破效果的原理，然后在乌龙泉矿进行了现场工业试验，通过比较耦合装药和不耦合装药的爆破效果和技术经济指标，得出不耦合装药不但可以降低大块率和粉矿率，取得较好的爆破效果，而且在经济上也是合理的。     

基于ANSYS的耦合装药系数对煤层预裂爆破增透效应数值模拟

为研究不同耦合装药系数条件下,深孔预裂爆破对煤层增透的效果,利用ANSYS/LSDYNA建立了4组不同耦合装药系数的爆破模型并进行模拟;得出裂隙发育图、应力云图及x方向的应力时程图。分析结果得以下结论:耦合系数K=1.5时的裂隙扩展长度较K=1.0时长;不耦合装药结构使有效应力分布更均匀,随着耦合装药系数的增大,有效应力范围减小,均小于完全耦合时的情况;适当增大耦合装药系数,可提高能量利用率,增透的效果更好,继续增大耦合装药系数,则裂隙不向控制孔延伸。     

爆破切顶卸压技术在小煤柱留巷中的应用

为解决青洼煤业小煤柱留巷时应力集中高、巷道压力大等问题,采用爆破切顶技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计等,并提出了快速装药技术。现场试验效果表明,快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后小煤柱应力分布较均匀,承载力较强,工作面回采后留巷变形量较小,卸压效果显著。     

不同装药结构爆破掘进时巷道围岩损伤规律分析

为应对煤矿巷道耦合连续装药爆破掘进时围岩损伤较大的问题,通过理论分析,得出有限长柱状装药爆破时岩石的损伤范围计算公式。利用LS- DYNA数值软件,对不同柱状装药结构爆破时的围岩损伤规律进行研究。结果表明：耦合连续柱状装药时,槽腔半径和炮孔周围围岩的损伤半径最大,分别为81mm和311mm。不耦合不连续柱状装药时,槽腔半径和裂纹长度最小,分别为41mm和200mm。在裂隙区内,距炮孔壁距离120mm的测点,采用不耦合不连续柱状装药时的损伤因子为0.194,分别为耦合连续、耦合不连续和不耦合连续装药的42%、50%和53%。综上,煤矿泥质粉砂岩巷道爆破掘进时,采用不耦合不连续柱状装药既能充分利用爆破时的能量,又能降低爆破荷载对巷道围岩的损伤。     

定向卸压隔振爆破作用下的岩石累积损伤研究

为研究定向隔振卸压爆破对保留岩体的影响,本文通过利用水泥砂浆模型模拟露天矿山台阶爆破,对不同装药结构的定向卸压隔振爆破与耦合常规装药爆破的累积损伤进行对比。结果表明:采用定向卸压隔振爆破对保留岩体的累积损伤明显小于耦合常规装药爆破     

基于深孔控制预裂爆破技术的松软厚煤层瓦斯抽采效果考察

在松软、低透气性突出厚煤层中开展深孔控制预裂爆破技术试验与研究,通过合理选择快速装药、封孔与爆破工艺,使爆破试验区域内的煤体产生卸压与大量次生裂隙,有效的缓解了应力集中,煤层透气性系数大幅度增加。通过抽采控制钻孔附近煤体的瓦斯,使瓦斯含量明显下降,瓦斯预抽率较普通法抽采钻孔成倍提高,切实提高了瓦斯抽采效果。     

孔底轴向水介质不耦合效应的数值模拟

运用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA对耦合装药和孔底水不耦合装药2个模型孔底起爆进行计算,对计算结果进行对比分析发现:不耦合装药在模型底部由于水的缓冲作用使得应力、有效应力、最大剪应力、最大主应力峰值较小,但振动加速度、振动速度以及合成位移的峰值较大加速了裂隙的形成和扩展,改变了能量的做功效果,有利于孔底岩石的破碎;在模型的上部与耦合装药监测到的结果较为类似,孔底水不耦合装药对本模型上部炮孔的爆破效果影响甚微。