综放开采含硬夹矸顶煤破碎机理及控制技术研究

为解决含硬夹矸特厚煤层综放开采顶煤冒放性差、采出率低的问题,运用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,建立了夹矸破断的均布载荷薄板力学模型,数值模拟比较分析了不同夹矸层数对顶煤破碎机理及冒放性的影响规律。同时,运用LS-DYNA3D显式动力分析程序模拟了不同装药方式、不同炮孔位置时的爆破作用效果,在此基础上提出了顶煤深孔预裂爆破、双轮间隔放煤等措施。研究结果表明:工作面中部滞后煤壁3～5 m为易拉伸破断区,两端头为易剪切破坏区,夹矸对顶煤冒放性的影响程度与其层数呈正相关,不耦合装药、炮孔位置位于夹矸内部时的爆破效果更好,实施顶煤弱化措施和优化采放工艺后,顶煤放出率提高至85%以上。研究成果对于指导特厚煤层综放开采生产实践、提高顶煤放出率具有指导意义。     

小保当煤矿综采工作面水压预裂夹矸层技术应用

基于小保当煤矿大采高工作面厚硬夹矸层影响工作面的安全高效回采现状,采用水压预裂煤体硬夹矸层技术,结合工作面的夹矸3D结构及工作面巷道地质写实,确定了煤层夹矸预裂合理分区,制定了水压预裂夹矸层钻孔参数及布置方案,设计了夹矸预裂施工工艺。试验结果表明:在定向水力压裂过程中,压裂效果与预裂压力、预裂时间及注水量等参数有关,其中,当预裂钻孔夹矸起裂压力为26～29MPa、预裂时间120～190min、注水量13～20m~3时,夹矸裂隙发育效果分为压裂区、软化和裂隙二次扩展区域、裂隙扩展区。现场预裂效果检验表明,采用水压预裂夹矸层技术后工作面回采期间采煤机破岩效率明显提高,预裂效果明显。     

综放工作面超深孔顶板预裂爆破实践

为解决综采工作面厚硬难冒顶板易造成冲击地压问题,在综采工作面两道实施超深孔爆破强制放顶技术,通过对炮眼布置参数、炮眼装药工艺以及相应的强制放顶安全措施的研究,提出了布置组合深眼的方式,采用PVC管装药工艺及木楔封口技术,实现了炮眼的快速装药、封口,使炮眼的最大深度达到86 m,提高了顶板的爆破效果,有效解决了综采工作面坚硬厚顶板难以冒落的难题。     

不耦合装药结构下底板岩石松动爆破技术研究

通过刘庄煤矿煤层综采面底板岩石松动爆破现场试验,确定E121105工作面的炮眼均采用水轴向不耦合分段装药结构,反向起爆技术,同时对爆破技术参数(炮眼深度、炮孔装药量、抵抗线、炮眼密集系数和炮孔堵塞等)进行了优化设计,取得了良好的爆破效果。     

综采工作面微差松动爆破技术应用

神木凉水井煤矿42111综采工作面煤质硬,且煤层中含一层夹矸,为提高采煤机割煤效率、减少采煤机截齿的损耗,使用微差松动爆破技术对煤壁进行松动,确定了深孔松动爆破最小抵抗线、炮眼深度、炮眼掏槽形式等技术参数。     

煤系高岭土规模化开采爆破新技术试验研究

煤系高岭土矿岩坚固性低、脆性强,采用普通爆破方法开采时,成材率较低,且工作面碎石抛掷作用较大。为此,采用毫秒微差爆破技术,适当延长段间顺序起爆延迟时间,严格控制装药量,同时采用水垫层不耦合装药结构,取得了良好的爆破效果,提高了高岭土矿岩的大块率,降低了爆破对顶板的震动破坏,施工安全性高。     

毫秒爆破技术在高岭矿岩开采中的应用

煤系高岭土矿岩坚固性低、脆性强，采用普通爆破方法开采时成材率较低，且工作面碎石抛掷作用较大。为此采用毫秒微差爆破技术，适当延长段间顺序起爆延迟时间，严格控制装药量，同时采用水垫层不耦合装药结构，取得了良好的爆破效果，提高了高岭土矿岩的大块率，降低了爆破对顶板的震动破坏，施工安全性高。     

综采工作面超深孔爆破强制放顶技术研究

为解决综采工作面厚硬难冒顶板易造成飓风伤人事故的问题,采用理论分析和现场实测的方法,对综采工作面超深孔爆破强制放顶技术进行研究,通过对炮眼布置参数、炮眼装药工艺以及相应的强制放顶安全措施的研究,提出了布置加强眼的方式,采用PVC管装药工艺及木楔封口技术,实现了炮眼的快速装药、封口,使炮眼的最大长度达到50 m,提高了顶板的爆破强度,有效解决了综采工作面坚硬厚顶板难以冒落的难题.     

松动爆破技术在综采工作面断层的应用

通过对煤矿综采工作面采用松动爆破技术帮助综采机组过断层的工艺和方法进行探索和试验，初步确定了技术路线。文中简要叙述了爆破方案选择，炮孔布置方式，孔网参数、爆破参数的计算依据，以及实践效果。     

深孔预裂爆破技术在综放工作面的应用

通过采用深孔预裂爆破技术,提高了工作面单产和回采率,解决了巨厚煤层综放工作面因为煤质硬及夹矸导致顶煤难放回采率低的问题,为工作面高产、高效创造了良好条件。     

浅析含夹矸煤层综采工作面回采实践

介绍了陈家山煤矿为了提高含夹矸煤层综采工作面采出率,在417综放工作面进行实践,根据不同夹矸参数选用合理的震动炮处理夹矸作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。     

综采工作面过大落差断层深孔预裂爆破技术

为解决综采工作面遇大落差硬岩断层阻碍推采问题,分析传统过断层方法以及现有研究技术弊端,对过大落差断层深孔预裂爆破技术展开系统研究。针对大落差断层产状不明晰,过断层路径设计不精确的问题,提出了断层产状探测技术,优选断层探巷布置方案,根据其揭露信息建立了断层走向计算模型;针对深孔爆破技术在工作面、运输巷、回风巷不适用的问题,研究预掘爆破巷关键技术,提出了爆破巷布置原则及布置参数计算方法,确定了爆破巷内实施深孔预裂爆破的方案,设计了耳式硐室施工方法,解决了大药量集中爆破难题;基于岩石爆破理论,结合过大落差断层工程特点,针对性设计孔径、孔深、装药量、封堵长度、炮孔布置及爆破振动安全控制,形成了完整的爆破参数选取及计算方法。新巨龙煤矿2302N工作面下平巷揭露综合落差125 m硬岩断层,通过下平巷揭露点依次布置的6个探测孔,探明了断层向工作面延展初始走向,设计了垂直断层走向、沿煤层底板掘进探巷方案以及沿断层下盘煤层底板掘进爆破巷方案;通过实测信息规划了过断层路径,根据路径内断层产状变化划分了8个爆破区域,设计了各区域内爆破布置参数,并借助数值模拟对爆破效果进行了预测分析。应用效果表明,爆破裂隙贯通效果良好,采煤机过断层截齿消耗减少了40%~50%,相比传统过断层方法节省了时间一倍以上。新巨龙煤矿多个工作面均成功完成了过大落差工程应用,在保障工作面高效连续推采、减少过断层成本、保证爆破安全等方面取得了良好的效果。     

复杂地质条件下综采工作面浅孔爆破与动压注水相结合预先弱化技术

田庄煤矿2710综采工作面在煤层富含夹矸的条件下,通过采用浅孔爆破与动压注水结合的方法,对煤层中的夹矸预先松动,有效解决了采煤机截割困难的难题,提高了我矿综采单产,同时也为相关地质条件的矿井提供了科学有效的解决方法。     

深孔爆破在大采高综采工作面过矸区中的应用

针对赵庄矿大采高工作面过矸区截割回采困难的现状,提出了综采工作面过矸区深孔爆破技术,介绍了该技术的特点,该矿5312工作面回采顺槽机尾巷道因陷落柱割矸影响正常回采,因此对矸区进行深孔爆破预裂处理。该回采工艺消除了回采面爆破对采煤机的截割震动,减低了机电事故的发生,提高了回采效率,减少了成本的投入。     

二氧化碳深孔致裂爆破技术应用于综采工作面过硬岩断层

为解决马脊梁矿8105综采工作面快速通过硬岩断层的技术难题,结合该工作面地质和生产条件,采用二氧化碳深孔致裂爆破技术来松动岩层.应用结果表明:岩体受到了充分预裂和松动,没有产生碎石飞掷现象,达到预期效果.该项爆破技术与传统爆破方法相比,采煤机过断层的时间节省了一半,截齿消耗减少了50％,生产效率得到了提高,为通过类似条...     

硬厚致灾岩层预裂爆破防冲参数优化及工程实践

针对彬长矿区某矿硬厚粗粒砂岩致灾层预裂爆破效果不佳的问题,采用数据分析、数值模拟及工程试验等方法研究了预裂爆破关键参数,模拟分析了岩石抗拉强度、炸药装药密度、不耦合系数及爆破孔间距对预裂爆破效果的影响,优化了针对粗粒砂岩层的爆破参数。结果表明：开展预裂爆破工程时,应当考虑爆破参数与岩层抗拉强度相适应,避免炸药能量浪费在破碎区、削弱裂隙区裂纹扩展尺度;较小炸药装药密度下,增大装药密度明显促进爆破裂纹扩展,而较大装药密度下促进作用不明显,易导致破碎区范围明显增大,浪费炸药能量;不耦合系数的最佳区间为1.42～1.58,此区间外裂纹扩展尺度较小,爆破效果不理想;增大炮孔间距,孔间裂纹贯通趋势减弱,爆破效果变差,较优的炮孔间距为10 m。优化了粗粒砂岩层的爆破参数,现场试验后工作面来压步距与支架阻力明显降低,大能量微震事件总能量与事件数占比显著降低,卸压效果较好。研究结果可为硬厚岩层预裂爆破参数设计提供参考。     

综采工作面硬岩夹矸层预裂破碎技术研究

针对综采工作面煤层内含有不稳定分布、呈现致密坚硬特性的不同厚度的夹矸层,煤层夹矸截割性不良,污染煤质的情况,通过夹矸力学实验分析了夹矸岩石力学性质,结果表明,使用CO_2水溶液对夹矸进行预裂更能明显地降低矸石强度。根据数值模拟结果,确定了压裂影响范围与钻孔的直径成正比,并提出小压力、大流量的合理预裂措施。最后,基于实验及模拟结果,针对不同矸石类型,进一步提出大面积坚硬夹矸分类预裂方法,并在现场生产中得到很好的应用效果。该技术研究为同类地质条件下的煤层高效开采提供了参考。     

某铁矿大孔径中深孔爆破装药结构对比试验

针对混装乳化炸药在大孔径高台阶露天矿山爆破中耦合装药导致爆炸能利用不充分、爆破成本高、作业效率降低的问题,分析了炮孔中爆炸能作用特征,提出了径向不耦合装药方法及操作要点,并与耦合装药、轴向不耦合装药开展了对比试验。试验结果表明,径向不耦合装药能让爆炸能更好作用于破岩过程,爆后大块率、根底、挡墙下降超过2%,挖装效率提高26%,爆破成本对比耦合装药及轴向不耦合装药分别降低0.898 5,0.487 5元/m~3,爆破效果较好。     

深孔不耦合装药爆破技术卸压效果验证

为验证不耦合装药结构爆破技术对应力集中区域的卸压效果,采用了理论探讨和现场试验手段进行了研究。通过研究发现增加煤体内部裂隙发育可以有效增加卸压效果,而不耦合装药爆破恰好能够将爆破能量用于裂隙的发育。在比较基础上选择水作为耦合介质,并选取一段现场实测具有应力集中现象的巷道作为试验对象,通过电磁辐射监测及现场动态监测得知不耦合装药爆破卸压后巷道围岩应力集中情况得到有效缓解,卸压效果明显。     

综采工作面过陷落柱深孔预裂爆破技术优化研究

针对山西新元煤矿3207综采工作面过坚硬陷落柱时的开采技术难题,采用新型的PVC组合装配式扩裂弹体和铝合金管装药器,优化设计了深孔预裂爆破技术方案,并在现场进行了工业性试验。研究结果表明,PVC组合装配式扩裂弹体提高了各药包间耦合程度,铝合金管装药器不仅方便安装,而且中空式的连接头设计可以有效完成对深孔的吹孔和冲洗作业;爆破完成后,除个别炮孔出现了轻微的爆破漏斗抛掷现象外,91%的炮孔的爆害程度均在可控范围之内; 3207工作面在通过坚硬陷落柱深孔爆破预裂区时,截齿消耗量降低了74.5%,工作面推进速度提高了14.7%。该研究结果对于综采工作面安全、高效过坚硬陷落柱具有重要的参考意义。