钻屑法检验深孔爆破卸压技术效果

冲击地压的发生与工作面前方煤体应力场的分布密切相关,可以采用深孔爆破卸压技术来改变巷道附近围岩的应力场分布形式及煤岩体的物理力学性质,降低巷道附近围岩的受载应力,使得巷道附近煤岩体的冲击倾向性指标及冲击临界载荷降至临界值以下,从而避免冲击地压的发生,利用钻屑量和钻屑粒度对深孔爆破卸压效果进行检验。研究表明:钻屑量与钻屑粒度能够有效地反映工作面前方煤体应力分布及转移情况,能够有效地检测爆破卸压效果,为深孔爆破卸压防治冲击地压技术的效果检验提供一种检测技术。     

深孔预裂爆破不同孔间距下裂隙演化规律

运用LS-DYNA对控制孔距离爆破孔不同间距的煤体进行深孔预裂爆破数值模拟,研究控制孔距爆破孔的远近对裂隙演化规律的影响,结果得出:受应力波与自由面反射效应的拉应力叠加作用,距离控制孔3 m的爆破孔周围能够形成10~13条的主裂纹,且其中存在的长裂纹甚至几乎贯通煤体,对煤体尖端应力强度好于4.5 m孔间距。通过试验区内将抽采孔瓦斯浓度和瓦斯抽采纯量作为2项指标在距离爆破孔3 m和4.5 m范围内进行对比,得出孔间距3 m时比4.5 m时要明显增加,说明孔间距为3 m时增强了钻孔周围的卸压效应,证明试验区有效卸压半径为3~4.5 m,与数值模拟结果吻合。     

钻孔卸压效果影响因素数值模拟研究

为了研究钻孔卸压效果影响因素之间的关系,采用RFPA数值模拟软件,分析了钻孔直径、钻孔间距、煤体应力等对卸压效果的影响。数值模拟及理论分析得出:在其他因素一定的条件下,卸压效果随钻孔直径的增大而提高;煤体中的压力越大,卸压效果越显著;煤体在高应力状态下(30 MPa),钻孔间距为3 m时卸压效果好,而在低应力状态下(20 MPa),钻孔间距为2 m时卸压效果好。     

沿空巷道高应力区卸压爆破数值模拟研究

为了研究沿空巷道帮部煤体爆破卸压效果,运用数值模拟方法对唐口煤矿5303轨道顺槽高应力区卸压效果开展了研究。研究结果表明:爆破后5303轨道顺槽生产帮应力集中区域进行了转移,应力集中现象得到了明显缓解。现场实施结果也显示,爆破后5303轨道顺槽生产帮应力降低幅度均达到65%以上。     

高瓦斯低透性煤层深孔松动爆破卸压增透影响参数的数值模拟

建立了高瓦斯低透性煤层深孔松动预裂爆破的力学模型，采用ANSYS有限元模拟软件模拟了爆破孔径、爆破孔和导向孔间距以及装药耦合系数对深孔松动预裂爆破卸压增透效果的影响情况。数值模拟结果表明：爆破孔径、爆破孔和导向孔间距和装药耦合系数是影响深孔松动爆破卸压增透效果的3个主要因素。根据巷道断面情况，适当增加爆破孔和导向孔间距；增大爆破孔径；爆破孔采用完全耦合装药结构，可提高卸压增透效果，从而提高钻孔瓦斯涌出量和抽放量，起到防止煤与瓦斯突出的作用，保证工作面安全生产。     

红庆河煤矿厚煤层巷道切顶卸压关键参数研究

为研究红庆河煤矿切顶卸压无煤柱自成巷开采技术关键参数,并改善3101工作面巷道及其煤柱的围岩应力环境,减小巷道大变形,进行了定向聚能爆破切顶卸压技术试验。通过有限元数值模拟软件对比计算不同切顶高度下巷道围岩的应力云图和位移云图,得出不同切顶高度下的巷道卸压效果。同时结合现场定向爆破试验效果,确定了炮孔装药量和炮孔间距。结果表明,预裂切顶后,煤柱应力峰值和巷道顶底板位移量明显减小,巷道围岩应力得到改善,围岩变形量得到控制,试验效果良好,可为切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术提供应用参考。     

开元煤矿深孔爆破有效松动圈半径研究

为了达到对煤体卸压和增加透气性的效果,合理布置深孔爆破参数是至关重要的。针对开元煤矿3~#煤层,结合ANSYS软件为考察爆破孔与控制孔不同间距时的爆破效果,建立了3个爆破模型,对3个模型在不同时刻或不同状态时的应力状态进行对比,对比结果表明:开元煤矿3~#煤层煤体深孔爆破的有效松动半径范围为2.5~2.8 m,为现场试验提供了参考数据。     

底板型冲击危险巷道深孔断底爆破防冲原理及实践研究

通过采用弹性薄板小挠度理论对巷道底板受力分析,弄清冲击危险巷道底板冲击的主要影响因素,采用理论分析、数值计算相结合的方式研究断底爆破的防冲机理和优化方案,并对深孔断底爆破的防冲效果进行现场验证。研究发现,采动水平应力是造成巷道底鼓的主要原因,而底板的分层厚度、力学性质以及巷道两侧围岩的支护强度是巷道底鼓的主要影响因素。当底板岩层为致密厚质岩层时,当其断裂过程中所释放的弹性变性能会造成底板型冲击动力显现。深孔断底爆破其防冲实质为钻孔卸压法与振动爆破法防冲技术的有机结合。采用底板中部断底爆破与煤层断底爆破相结合的方式,不但可以释放底板内积聚的高应力,破坏其连续传递应力和积聚高能量的能力,也可使巷帮煤体的应力得到释放,卸压效果更为明显。     

爆破卸压技术在深部煤层防治冲击地压中的应用

以唐山矿Y484工作面为例,采用爆破卸压技术对巷道进行了冲击地压防治技术的研究。在对工作面具体地质条件及冲击倾向性分析的基础上,研究了爆破前后工作面上覆岩层的应力分布情况,并结合RFPA数值模拟对比爆破卸压前后煤体的集中应力分布和能量转移范围。试验证明爆破卸压使煤体应力峰值向煤体深部转移了10 m左右,降低了巷道煤壁侧的冲击地压危险。并在工作面成功应用了爆破卸压技术,取得了较好的卸压效果。     

巷帮爆破卸压效果数值模拟研究

以华丰煤矿为工程背景,运用数值模拟,建立了数值模型,研究了深部岩石巷道帮爆破卸压效果,分析了巷道埋深、炮孔长度对爆破卸压效果的影响。研究结果表明,爆破卸压改变了围岩应力分布特征,使围岩应力集中程度降低,达到了爆破的目的;埋深越大,爆源附近产生的裂隙越大,损伤范围越大,能量损失越多,卸压效果越明显;炮孔长度越小,巷旁围岩损伤越明显。     

卸压钻孔应力场分区及长度优化设计

利用极坐标和直角坐标系建立卸压钻孔力学模型,分析了巷道侧向支承压力与卸压钻孔周围煤体应力之间的联系,得到巷帮煤体的卸载应力及卸压系数;根据卸压前后巷帮煤体的应力状态,将卸压钻孔应力场划分为4个应力区,分别为塑—塑性区、弹—塑性区、塑—弹性区和弹—弹性区,卸压作用主要在塑—弹性区和弹—弹性区;结合卸压前巷帮煤体的应力场分区,分析了卸压钻孔的最优长度,指出钻孔长度应根据卸压前巷道侧向支承压力分布进行设计;施工卸压钻孔后,卸载应力呈中间高两边低的规律,而在未施工钻孔的区域,煤体应力保持不变。采用数值模拟的方法,对比研究了薛湖煤矿不同长度钻孔的卸压效果,得到最优钻孔长度为20 m左右。     

高应力区硬煤层巷道钻煤粉卸压技术分析

针对高应力区硬煤层巷道,由于难以注水,采用传统煤体爆破和大直径钻孔卸压方式往往不能将冲击危险降低到可接受水平。通过现场试验,提出了一种钻煤粉卸压技术,其特点是采用小直径、小孔间距的钻孔钻出大量煤粉,其原理类似于使煤层巷道围岩产生大变形,变"硬"煤为"软"煤,其效果使高应力区煤体得以有效卸压,降低和解除冲击危险,保证工作面安全生产。     

深孔松动爆破在突出煤层煤巷掘进中的应用

<正> 松动爆破就是在工作面前方打一定深度的若干个炮眼,经过装药爆破使钻孔周围煤体破碎产生裂隙和松动,使集中应力带向前方及两侧推移达到卸压和排放瓦斯目的,孔深在8m 以上谓之深孔松动爆破。该措施已在28个矿井得到应用。该措施的工艺是根据松动爆破孔有效影响范围内在巷道断面打深8～12m、直径42     

大直径钻孔卸压技术防治巷道冲击危险的研究应用

为减缓巷道掘进过程中应力集中带来的高应力冲击危险,以龙门峡南煤矿西翼增补回风巷采用大直径钻孔卸压技术为研究对象,运用FLAC3D数值模拟软件,依次分析了不同钻孔直径,不同钻孔间距、不同钻孔深度等工况下的卸压效果。经对比分析最终选择直径110 mm、间距2 m、孔深15 m作为增补回风巷的卸压钻孔参数。实施该组卸压参数后,不仅巷帮侧向支承压力峰值发生转移与释放,而且检验孔的钻屑量均低于预警值,巷道的冲击危险程度大幅度降低。     

综放工作面沿空留巷切顶卸压护巷技术研究

根据常村煤矿S5-16工作面巷道顶板条件,在井下实施沿空留巷切顶卸压护巷技术,爆破后使用窥视仪窥视措施孔,确定爆破效果及时优化爆破参数;最终确定了常村煤矿S5-16工作面切顶卸压参数为炮孔倾斜角度75°、炮孔直径50 mm,深度16 m、切顶长度4 m,封孔长度5 m、炮孔间距600 mm、装药量450 g/m时爆破效果最好,留巷后压力没有集中显现,围岩变形得到有效控制,对于其他煤矿综放工作面使用切顶卸压护巷技术具有一定的参考价值和借鉴意义。     

基于瞬变电磁法卸压深孔爆破效果研究

为了对煤矿巷道围岩深孔卸压爆破效果进行验证,利用瞬变电磁法探测围岩深孔爆破前后视电阻率的分布,通过爆破前后视电阻率等值线图,分析深孔爆破破坏区分布。经分析,井下同一探测区域岩层在深孔卸压爆破前后岩体视电阻率发生明显变化,说明深孔爆破引发岩体的松动破裂。爆破孔间距为10 m时,卸压爆破后炮孔间围岩球形破坏区相互联通和重叠,说明孔间距较为合理,能够在岩体内形成连续破坏区。     

变直径卸压钻孔卸压参数模拟研究北大核心

常规大直径卸压钻孔对巷道浅部围岩扰动较大,增加了支护成本。以变直径卸压钻孔为研究对象,采用理论分析、数值模拟的方法,分析了变直径卸压钻孔卸压机理,讨论了变直径钻孔损伤形状、卸压半径、钻孔布置方式和钻孔长度等因素,同时比较了不同钻孔方案的优劣。结果表明:变直径钻孔在围岩浅部使用小直径钻孔,可以减小浅部围岩变形,对浅部围岩扰动更小,在煤层深部采用大直径,可以为煤体提供更大的能量释放空间,卸压效果好;在垂直应力大于水平应力的情况下,钻孔损伤为“蝴蝶”型,因此采用双排三花布置效果最佳;小直径段长度不超过应力降低区,其长度为3 m,其总长度不超过应力集中区,为25 m;变直径卸压钻孔可以在有效卸压的同时减小对巷道浅部围岩的扰动。     

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.     

煤巷底板岩石爆破提高瓦斯抽放率的应用与数值模拟

在松软煤层相邻的岩石进行深孔控制爆破时,相邻煤层也产生裂隙和振动并可提高瓦斯流量。为研究此方法与煤体爆破的差异,利用三维数值模拟结合煤矿现场爆破实验,探讨了不同爆破介质的动应力分布及抽放效果。分析了底板岩石布孔和单煤体爆破布孔的特点;建立了不同条件下的爆破模型;研究了单煤体和煤岩介质中爆破孔与控制孔连心线距离与有效应力的关系。复合介质从岩石变为煤体后,有效应力极值减小57%,相同位置单一煤体只减小27%;瓦斯抽放效果很大程度上与爆破后控制孔轴线方向有效应力分布有关,爆破孔与控制孔间距为2.0 m时,轴线方向平均有效应力与全煤层爆破3.0 m间距时基本相当。通过对重庆渝阳矿进行底板岩石深孔爆破实践,证实了以上研究结论的正确性。     

基于多参数协同的高低位爆破防治瓦斯动力灾害技术

针对平煤集团十二矿己15煤层高瓦斯、高应力、低透气性的现状,利用多参数协同原理,建立了局部卸压与区域卸压相结合的瓦斯治理协同控制模型,采用有限元分析软件模拟分析了爆破后爆轰波传播、地应力变化分布规律,开发了高位爆破(穿层深孔水压控制爆破)+低位爆破(专用卸压巷道深孔控制爆破)的高低位爆破"两位一体"技术。研究表明:控制孔与爆破孔间距为0.6 m时,控制孔周围产生最大拉裂破坏,起到定向控制爆破的作用;爆破力和水力优势叠加,使卸压增透效果较普通爆破明显提高;高位和低位措施配合使影响半径相互重叠,消除了存在瓦斯动力灾害危险的"空白带"。