双预裂孔爆破在高瓦斯低渗透煤层中的应用研究

以绿塘煤矿601-3工作面开采的6中高瓦斯低渗透煤层为研究对象,将双预裂孔爆破技术应用于高瓦斯低渗透煤层,分析了双预裂孔爆破机理,采用数值模拟方法研究了不同预裂孔间距条件下裂纹扩展规律,考察了双预裂孔爆破对单孔瓦斯流量、单孔瓦斯浓度、煤层透气性系数的影响。研究结果表明:双预裂孔爆破区域爆破后与爆破前相比,平均单孔瓦斯纯流量提高了3. 25倍,单孔瓦斯浓度提高了2. 28倍,煤层透气性系数平均提高2. 15倍,有效提高了瓦斯抽采量,加快了工作面生产速度,保障了矿井采掘安全。     

高突低透气煤层石门揭煤深孔预裂爆破增透技术应用数值研究

西南地区地质构造复杂,煤层赋存不规律,煤层透气性差,瓦斯压力大,导致煤层石门揭煤危险性大,达标周期长。深孔预裂爆破技术通过爆破产生的应力波对钻孔周围的煤岩进行致裂增透,提高煤层抽采效率,有效保障揭煤的安全实施。对深孔预裂爆破应力波有效影响范围进行数值模拟,主要模拟双孔爆破的应力分布云图和曲线;在贵州某矿石门揭煤过程中应用该技术,进行工程验证。现场考察了致裂区域的煤层透气性系数、衰减系数、抽采浓度和流量等参数,考察结果表明:抽采浓度提高了1.25倍。考察结果和数值模拟结果基本一致。     

产气具气体预裂技术在巨厚层状坚硬岩层的应用

为解决马泰壕煤矿煤层顶板赋存巨厚层状坚硬岩层的问题,选用MCQY1-50型产气具实施气体致裂技术对覆岩进行预裂破坏,达到冲击地压防控的目的。对比爆破冲击、水力压裂和气体致裂技术的优缺点,采用经验分析、理论分析方法对气体致裂范围进行研究,并进行单孔、双孔的燃烧和爆轰过程模拟,分析装置因素和炮孔因素对气体致裂效果的影响。     

单-双孔爆炸荷载作用下应变测试试验

预裂效果是低渗透高瓦斯煤层深孔爆破增透技术的关键。采用超动态应变测试系统,实测了单孔起爆和双孔同时起爆作用下有机玻璃板中爆炸产生的应变波,对测试得到的轴向和切向爆炸应变波信号进行了分析。结果表明:单孔起爆产生的裂纹长度有限,双孔起爆由于应力波叠加作用产生的主裂纹长度扩展效果明显;应变波波形包括两个部分,首先以压缩为主的应变作用使裂纹产生,然后以拉伸为主的应变作用使裂纹长度扩展,且拉伸应变峰值是导致裂纹长度扩展的主要原因;双孔同时起爆爆炸拉伸应变峰值是单孔起爆的3~6倍,说明多点爆炸荷载对介质的作用并不是单纯的数值叠加。研究结果为进一步认识爆破破岩机理和爆破预裂技术提供新的试验依据。     

隆兴矿低透气性煤层深孔预裂爆破增透方法研究

为解决高瓦斯、低透煤层回采过程中瓦斯超限影响安全生产有序推进的难题,提出了运用深孔定点预裂爆破技术提高煤层的透气性,提升回采煤层的抽采率和单孔极限瓦斯抽采量,降低煤层瓦斯的方法。运用数值模拟软件COMSOL模拟爆破前后钻孔有效抽采半径,采用最小二乘拟合的方法对模拟数据进行分析,确定最佳抽采半径为3. 5 m。通过在隆兴煤矿试验并监测表明:实施预裂爆破后的抽采率达到50. 8%,是爆破前的1. 6倍;对监测得到的钻孔瓦斯涌出量qt利用多元统计法回归分析,得出任意时间上的钻孔瓦斯涌出量的关系函数,经运算得到实施预裂爆破后的钻孔极限抽采瓦斯总量是爆破前的5. 3倍。     

切顶沿空留巷双向聚能爆破关键参数研究北大核心

通过理论分析与数值模拟相结合的方法,分析双向聚能爆破作用下岩石的定向断裂规律、不同间距下双孔聚能爆破的岩石裂纹扩展规律。结果表明:双向聚能爆破能有效的定向断裂顶板,双孔聚能爆破中,由于相邻炮孔的应力波叠加作用,促使裂纹进一步的扩展;炮孔间距500mm时,两炮孔间能形成良好的贯通裂纹。综合数值模拟结果、前人的研究成果、工作面的工程地质条件制定了现场的爆破试验方案,试验结果表明:4+4+3+3+2的单孔装药结构能够有效的预裂顶板;通过钻孔窥视显示间距500 mm时,顶板断裂效果最佳;对爆破切顶后工作面倾向不同位置处液压支架工作阻力进行观测,结果显示距离切顶线越近的支架最大工作阻力越小,验证了爆破参数的可行性。     

煤岩体双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应分析

针对煤岩体松动爆破施工中炮孔间距和爆破方案选择的问题，根据岩石动力学及爆破理论计算了双孔爆破裂隙区贯通的炮眼间距，并采用LS-DYNA分析了双孔爆破应力波及裂纹扩展叠加效应对炮孔间距和爆破方案的影响。结果表明：双孔同时爆破，炮孔间距3.4 m（单孔爆破裂纹半径的2倍）时，炮孔间的裂隙区不能全部贯通，炮孔间距2.5 m时，炮孔间的裂隙区才能够全部贯通；微差爆破，炮孔间距3.4 m时，由于先爆炮孔周围裂隙区的裂纹在后爆炮孔应力波的叠加作用下发生明显的二次扩展，炮孔间的裂隙区能够基本贯通，而炮孔间距3.0 m时，炮孔间的裂隙区能够全部贯通并覆盖钻孔间全范围；现场采掘面进行松动爆破时，炮孔间距一般应小于单孔爆破裂纹半径的2倍（炮孔同时爆破约取单孔估算炮孔间距的70%，微差爆破约取单孔估算炮孔间距的90%），才能保证松动爆破效果；微差爆破与炮孔同时爆破相比，不但能保证爆破效果，而且还可以减少炮孔数量和爆破材料用量，是优先选择的爆破方案。     

液态CO2相变爆破技术布孔参数优化研究

瓦斯抽采是防止瓦斯灾害最常用的技术手段之一,为了解决高瓦斯低渗透煤层抽采难、抽采效果不好的技术难题.采用液态CO2相变爆破增透技术,通过理论分析、数值模拟计算、工业试验,研究了液态CO2相变爆破增透技术致裂区裂纹扩展延伸规律,采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟软件模拟分析了单孔爆破有效影响半径范围,研究了钻孔间距、致裂器间距及致裂器布置方式对致裂效果的影响,将模拟得到的抽采参数在三元煤矿1312采区进行瓦斯抽采试验,对比爆破前后的瓦斯涌出量及煤层透气性系数.研究结果表明:爆破后钻孔瓦斯涌出量衰减强度降低了77.3％,煤层透气性提高为原来的45倍.液态CO2爆破钻孔布置参数优化后,可使煤层增透效果更佳,从而提高瓦斯的抽采效率,在高瓦斯低渗透煤层卸压增透方面起到了积极作用.     

腾晖煤业2-105工作面采空区瓦斯运移规律研究

本文应用数值模拟方法确定钻孔和工作面之间距离与上隅角瓦斯浓度的关系,并对单孔、双孔单抽采系统、双孔双抽采系统的抽采效果进行对比分析,从而掌握大直径钻孔最优化布置参数与布置方式,形成了一套适合于腾晖煤业及相似矿井的大直径钻孔抽采的施工参数。     

西山矿区煤层顺层孔CO_2爆破增透试验研究

为提高西山矿区煤层透气性,缩短瓦斯抽采达标时间,分析了煤层顺层孔CO_2预裂增透技术可行性,模拟了CO_2预裂增透半径。研究结果表明:CO_2爆生气体计算压力大于围岩作用下煤体强度,CO_2爆破煤层增透具备技术可行性;数值模拟显示,经过CO_2预裂爆破后,预裂效果最好的是屯兰矿2#煤,煤层裂隙半径4.20 m;其次是屯兰矿8#煤,煤层裂隙半径3.90 m;再次是马兰矿8#煤,煤层裂隙半径3.45 m;最后是东曲矿8#煤,煤层裂隙半径3.30 m.现场试验表明,东曲矿8#煤爆破孔间距按65 m布置,压裂区平均单孔抽采纯流量是未压裂区的32倍。     

爆破管理的爆破数据信息化

针对露天矿爆破管理中存在的问题，对矿山日常爆破管理工作进行总结和提炼，从而建立起露天铁矿爆破信息化管理系统。该系统共包括基础数据统计系统、奖金分配系统、技术经济指标计算系统和爆破设计系统4大部分。通过对爆破管理工作的信息化，使得爆破分析更加及时准确，奖金分配更加公正合理，爆破技术人员工作质量和效率大大提高，最终形成爆破管控有效率、有依据，爆破质量稳步提高的良好局面,对提高爆破管理效率有着十分重要的意义。     

地下爆破漏斗实验方法研究

爆破漏斗实验是获取岩体爆破准确参数的有效途径,是爆破设计和施工的重要基础。经过多年的发展,利文斯顿爆破漏斗理论成为指导爆破漏斗实验的普遍规律。爆破漏斗一般是在水平地面向下打垂直孔,然后按照设计参数进行装药实验。对于地下矿山或隧道爆破,除台阶爆破可以采用垂直孔进行经典的爆破漏斗实验外,水平孔爆破、上向孔爆破和VCR法爆破都不宜使用标准的爆破漏斗实验方法。为此,本文全面总结爆破漏斗实验的基本原理,研究了地下爆破漏斗的类型、实验步骤、参数的测量方法、实验结果的分析方法,为地下爆破漏斗实验研究提供了有益的参考。     

炮掘岩石巷道的爆破参数优化

针对东曲矿14241工作面巷道掘进的现状,采用现场调查和理论分析相结合的方法,针对原爆破方案存在的问题从掏槽眼的间距、深度和角度等方面提出了爆破优化方案。实践爆破效果表明,优化后的爆破方案进尺增加20%～50%,节约了二次破碎岩石的时间,加快了施工速度,增加了围岩的稳定性,提高了施工质量。     

炮掘工作面爆破震动波传播特性

以工作面爆破掘进时激发的震动波为研究对象,对爆破震动波在煤岩体中的传播过程进行了理论分析,提出了基于爆破震动波传播特性的煤岩体稳定性评估方法。现场测试并分析了爆破震动波中P波与S波传播时差、能量以及波形等特性。结果表明:炮孔数和爆破药量对P波和S波能量均有不同程度的影响;P波波形变化不大,S波呈现明显的3个阶段,各阶段的能量分布可以反映煤岩体结构的变化情况;纵波与横波走时差值的变动幅度可以较好地表征工作面附近煤岩体结构的变化程度。     

工程水压爆破在煤层爆破中的应用

通过黑岱沟露天煤矿的工程试验总结了工程水压爆破技术(水土复合填塞炮孔)的原理及在露天煤矿爆破施工中的应用效果。在露天煤矿爆破施工中采用工程水压爆破技术,可以提高煤层爆破的大块率,降低单位立方岩石耗药量,降低爆破气体的温度,同时可以降低煤层爆破失火率、粉尘排放量,有效地控制爆破飞石。     

控制爆破在复杂台阶爆破中的应用

利用控制爆破理论，结合实际情况，研究在复杂环境和复杂地质条件下露天采矿场台阶穿爆参数，以确保紧邻爆区正下方主平硐的安全，永久性公路与高边坡的稳定，降低矿石的贫化率、大块率和采矿成本，提高效益。     

水压控制爆破在路基深孔爆破中的应用

介绍下井庄路基石方深孔控制爆破的设计、施工工艺及水压爆破技术在提高爆破效果和保护环境方面的应用。     

复杂爆区逐孔起爆技术应用

逐孔爆破技术以高强度、高精度导爆管毫秒雷管为起爆及传爆元件进行起爆网络设计,是实现单孔孔间微差起爆的一种先进爆破技术。本文介绍了逐孔起爆技术的作用原理和起爆工艺,以及该技术在地质条件复杂,形状不规则复杂爆区的应用实践。     

水下岩石爆破参数优化的研究

分析了水下岩石工程爆破技术的发展现状 ,通过对各方面影响因素的研究分析 ,认为影响水下岩石爆破炸药单耗的主要因素是岩石的RQD、水深H及岩性因素 f ,推导出了水下岩石爆破炸药单耗 q的公式     

钻孔爆破中自由面方位角对爆破振速的影响

影响钻孔爆破振动速度的因素有许多,而萨氏公式仅仅反映了最大段装药量、爆心距与爆破振动速度的关系。通过某矿爆破振动监测,发现反映自由面方位角影响的爆破振动公式预测值较萨氏公式更加接近真实值,该比例达70%,说明自由面方位角对爆破振速的影响是明显的。