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我国煤层爆破增透技术研究进展及展望
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作者 刘泽功 乔国栋 +1 位作者 刘健 高魁 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2453-2476,共24页
煤层爆破增透技术为我国煤与瓦斯突出灾害的防治做出了巨大的贡献,在增透机理和现场实践方面得到了广泛深入的研究。为了总结以往经验,进一步提高新时代下深部煤层爆破增透技术水平,分析了煤层爆破增透的机理,建立了考虑动态抗压(拉)强... 煤层爆破增透技术为我国煤与瓦斯突出灾害的防治做出了巨大的贡献,在增透机理和现场实践方面得到了广泛深入的研究。为了总结以往经验,进一步提高新时代下深部煤层爆破增透技术水平,分析了煤层爆破增透的机理,建立了考虑动态抗压(拉)强度和理想爆轰条件下的爆破致裂煤岩体的数学模型,反演了不同地应力工况下爆破孔壁及其周围应力分布状态,阐述了我国煤层爆破增透技术的发展历程及研究进展,总结了近几十年来出现的煤层爆破增透技术类型。我国在煤层爆破增透技术的增透机理、施工工艺等理论与实践方面取得了一系列创新成果,解决了大量的理论及技术难题。然而,随着我国煤炭开采向深部转移,煤矿瓦斯地质条件日趋复杂,对煤层爆破增透技术提出了新的要求。鉴于此,提出了煤层爆破增透技术未来的发展趋势与展望。在深部构造区域煤层爆破增透方面,应发展精准定向爆破增透技术,精准增透的同时避免深部次生煤岩动力灾害的发生;在松软低渗煤层增透方面,应改变传统布孔工艺,在顶底板岩层中施工爆破孔,发展岩层爆破增透技术;在智能化爆破增透方面,应当结合人工智能、大数据分析手段,在爆破方案智能设计、爆破效果智能考察方向进行深入研究,从而进一步提高煤层爆破增透技术,与我国安全、智能的煤炭开采发展方向相符合。 展开更多
关键词 瓦斯治理 爆破增透 深孔预裂爆破 聚能爆破 顶板爆破增透 煤层气
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露天深孔爆破销毁废旧爆炸物品技术研究与实践
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作者 郑建福 周珉 汪艮忠 《工程爆破》 北大核心 2025年第4期136-142,共7页
为提升废旧爆炸物品处置过程的科学性,总结出适用于不同类型的废旧爆炸物品露天深孔爆破销毁技术。其中,废旧炮弹置于炮孔中间部位,而当单个炮孔同时销毁多发炮弹时,炮弹与炮弹之间需加入引爆炸药和添加起爆药包;废旧子弹和雷管应嵌入... 为提升废旧爆炸物品处置过程的科学性,总结出适用于不同类型的废旧爆炸物品露天深孔爆破销毁技术。其中,废旧炮弹置于炮孔中间部位,而当单个炮孔同时销毁多发炮弹时,炮弹与炮弹之间需加入引爆炸药和添加起爆药包;废旧子弹和雷管应嵌入炸药中,弹头或雷管头的方向应一致,再把分开的炸药药柱用胶布绑扎合拢在一起。而对于废旧炸药,其中未失效的废旧炸药可以与露天深孔爆破的有效炸药一同正常使用;性能降低但未完全失效的炸药则装填在炮孔的上部位置;过期且失效的炸药应作为填塞材料用于炮孔填塞,为确保废旧炸药销毁彻底,应在废旧炸药的上部、中部、下部不同位置布置多个起爆药包。 展开更多
关键词 废旧爆炸物品 露天深孔爆破 销毁技术
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淮南矿区切顶沿空留巷及无煤柱开采工程实践
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作者 程详 罗勇 +1 位作者 赵光明 肖殿才 《中国煤炭》 北大核心 2025年第8期57-65,共9页
针对淮南矿区接替紧张、掘巷成本高、掘巷难度大等问题,以淮南矿区煤层赋存情况为背景,分析煤巷围岩分类,明确了适宜实施切顶留巷煤巷顶板围岩条件为Ⅰ完整型、Ⅱ较完整型;提出顶板“深浅孔交替”爆破切顶卸压技术,优化了浅孔切缝爆破... 针对淮南矿区接替紧张、掘巷成本高、掘巷难度大等问题,以淮南矿区煤层赋存情况为背景,分析煤巷围岩分类,明确了适宜实施切顶留巷煤巷顶板围岩条件为Ⅰ完整型、Ⅱ较完整型;提出顶板“深浅孔交替”爆破切顶卸压技术,优化了浅孔切缝爆破、深孔预裂爆破关键技术参数;形成可缩柱网挡矸护帮体系,采用可伸缩U型钢+金属网+钢筋网+垛式支架,配合风筒布、喷浆作业联合挡矸支护;提出加固锚索+浅深孔分步多级注浆实现煤帮强化支护;采用喷涂薄喷材料解决留巷漏风问题,形成了“深浅孔交替切顶爆破巷旁支护巷内补强煤帮协同支护”的无煤柱留巷技术体系,在丁集矿1452(1)工作面进行现场应用。现场应用结果表明,“深浅孔交替”爆破技术能够缩短基本顶周期来压步距,优化留巷围岩应力环境,留巷稳定后顶板下沉量和帮部移近量为300 mm和180 mm,满足留巷复用需求。 展开更多
关键词 切顶卸压 沿空留巷 “深浅孔”爆破 无煤柱开采 淮南矿区
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筒形直眼掏槽超深系数与孔深关系研究
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作者 楼晓明 陶益 +3 位作者 曾华恒 解叶龙 胡艳 陈必港 《振动与冲击》 北大核心 2025年第17期161-169,共9页
掏槽爆破是岩巷掘进爆破的关键。针对断面爆破炮孔利用率低、进尺小等问题,基于超深爆破原理,建立超深爆破三维模型,分析爆破抛掷过程中的动阻力,利用一维方向抛掷平衡关系,推导出在极限平衡状态下超深系数与孔深的数学关系,分析超深系... 掏槽爆破是岩巷掘进爆破的关键。针对断面爆破炮孔利用率低、进尺小等问题,基于超深爆破原理,建立超深爆破三维模型,分析爆破抛掷过程中的动阻力,利用一维方向抛掷平衡关系,推导出在极限平衡状态下超深系数与孔深的数学关系,分析超深系数变化对掏槽爆破效果的影响;利用光滑粒子流体动力学-有限元法耦合模拟不同超深模型槽腔变化规律,最后通过现场试验运用超深爆破技术,对比不同超深值爆破方案与原方案爆破效果的评价指标。研究表明,随着超深系数增加,断面炮孔利用率呈现出先提高再降低的趋势,超深系数为0.11~0.15,对爆破效果提升较为明显,超深系数变大,岩石间夹制作用使破碎岩石抛掷困难,导致槽腔体积减小;实践表明:岩巷在超深系数为0.12~0.15,岩巷断面单循环进尺有100~150 mm的提升,炮孔利用率提高了4%~6%,孔深与超深的精确匹配在取得理想爆破效果的同时,还具有良好的经济效益。 展开更多
关键词 超深爆破 直眼掏槽 炮孔利用率 夹制力
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急倾斜薄矿脉硬岩中深孔爆破参数优化研究 被引量:1
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作者 孙刚友 金爱兵 +2 位作者 武耀硕 陆通 杨江坤 《金属矿山》 北大核心 2025年第4期174-183,共10页
为探究深部急倾斜薄矿脉开采新方法,以广东某硬岩矿山深部矿体为研究对象,提出中深孔爆破方法,综合考虑炮孔孔径、孔间距、排间距和一次爆破量,基于ANSYS/LS-DYNA数值模拟手段研究薄矿脉中深孔的爆破效果和技术可行性;同时获得矿体内关... 为探究深部急倾斜薄矿脉开采新方法,以广东某硬岩矿山深部矿体为研究对象,提出中深孔爆破方法,综合考虑炮孔孔径、孔间距、排间距和一次爆破量,基于ANSYS/LS-DYNA数值模拟手段研究薄矿脉中深孔的爆破效果和技术可行性;同时获得矿体内关键位置有效应力峰值和振动速度演化规律,并确定控制爆破参数。研究结果表明:可采用中深孔爆破开采硬岩薄矿脉急倾斜矿体;薄矿脉中深孔爆破开采中,基于小孔径和小孔距的爆破方案能使矿体内有效应力分布均匀,且有效应力峰值大于矿体动态抗拉强度,爆破效果较好;矿体内有效应力峰值随排距的增加呈减小趋势。薄矿脉中深孔爆破应以控制边帮爆破振动速度为导向,在保障开采效率的同时能够保护边帮。 展开更多
关键词 急倾斜薄矿脉 中深孔控制爆破 爆破参数 一次爆破量
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孔内分层装药爆破破岩成腔机理及应用
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作者 程兵 叶福 +4 位作者 汪泉 徐颖 程扬帆 李洪伟 王梦想 《含能材料》 北大核心 2025年第7期714-724,共11页
为了研究孔内分层装药爆破破岩成腔机理,首先通过理论分析和模型试验探究孔内分层装药对深孔掏槽破岩成腔效果的影响,并采用数值模拟揭示岩体破坏抛掷历程与破岩成腔机理,通过现场试验验证其应用效果。结果表明:孔内分层装药能够实现炸... 为了研究孔内分层装药爆破破岩成腔机理,首先通过理论分析和模型试验探究孔内分层装药对深孔掏槽破岩成腔效果的影响,并采用数值模拟揭示岩体破坏抛掷历程与破岩成腔机理,通过现场试验验证其应用效果。结果表明:孔内分层装药能够实现炸药能量的均匀分布和先后释放,可以消除槽腔上部大块岩石、削弱槽腔底部围岩的约束作用,从而达到96.5%的成腔效率;数值模拟实现了爆破历程的可视化,并且模拟结果证实了能量的均匀分布和先后释放对破岩成腔的有利作用;与传统掏槽爆破技术相比,采用孔内分层装药掏槽技术,循环进尺和炮孔利用率分别提高了0.45 m和17.3%,炸药和雷管单耗分别降低了0.42 kg·m^(-3)和0.21 PCS·m^(-3),证实了孔内分层装药掏槽技术在深孔爆破中的适用性。 展开更多
关键词 深孔爆破 孔内分层装药 破岩成腔 数值模拟 现场试验
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双翼采动下准备巷道围岩控制技术
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作者 王坤 孟祥瑞 +3 位作者 赵光明 程详 戚敏杰 朱世奎 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期396-406,共11页
针对双翼采区准备巷道受采动叠加支承应力影响,准备巷道出现围岩失稳及变形破坏严重的问题,开展双翼采区准备巷道围岩应力调控技术研究。以许疃煤矿83下采区为工程背景,利用理论分析,数值模拟,现场监测的综合研究方法,分析准备巷道围岩... 针对双翼采区准备巷道受采动叠加支承应力影响,准备巷道出现围岩失稳及变形破坏严重的问题,开展双翼采区准备巷道围岩应力调控技术研究。以许疃煤矿83下采区为工程背景,利用理论分析,数值模拟,现场监测的综合研究方法,分析准备巷道围岩应力演化规律及切顶卸压机理,进行终采线深孔预裂爆破切顶卸压工业性试验,以期达到改善准备巷道围岩应力环境的目的。结果表明:双翼工作面回采完毕后,工作面前方聚集的超前支承应力和采空区上覆岩层“长悬臂梁”结构产生的弯矩,致使准备巷道出现变形失稳的现象。通过FLAC3D数值模拟和分布式光纤监测结果判断,7_(2)316工作面超前支承应力影响范围超过130.14 m,采动超前支承应力影响至准备巷道,准备巷道顶板垂直应力较回采前增加10.48%,深孔预裂爆破切顶卸压后,准备巷道顶板垂直应力减少27.68%。现场进行终采线切顶卸压工业性试验后,准备巷道两帮最大变形量62.5 mm,最大变形率0.2 mm/d,顶底板最大变形量105 mm,最大变形率0.4 mm/d,围岩变形均在可控范围之内,准备巷道整体状况良好。终采线深孔预裂爆破切顶卸压技术,阻断工作面超前支承应力传递至准备巷道的物理路径,减小“弯矩”产生的集中应力,降低采动应力场的主导作用,有效改善准备巷道围岩应力环境,实现远场卸压护巷。研究结果对双翼采区准备巷道围岩稳定控制提供新思路,保障矿井安全高效生产,为相关工况下采区集中应力调控及巷道围岩稳定提供理论依据。 展开更多
关键词 围岩应力调控 深孔预裂爆破 分布式光纤 现场监测 双翼采区
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井下单自由面深孔爆破堵塞结构运动规律及长度确定
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作者 王姝媛 张昌锁 韩秉呈 《山东科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期1-11,共11页
为确定井下单自由面深孔爆破合理堵塞长度,采用理论分析和数值计算的方法研究了堵塞结构运动规律,完善了堵塞结构运动的力学模型,计算中考虑了粉碎区扩腔作用和爆生裂纹扩展导致的爆生气体压力变化,并考虑了裂纹扩展中地应力的抑制作用... 为确定井下单自由面深孔爆破合理堵塞长度,采用理论分析和数值计算的方法研究了堵塞结构运动规律,完善了堵塞结构运动的力学模型,计算中考虑了粉碎区扩腔作用和爆生裂纹扩展导致的爆生气体压力变化,并考虑了裂纹扩展中地应力的抑制作用。研究结果表明,岩石单轴抗压强度和地应力越大,堵塞结构越容易冲出炮孔,且堵塞长度与线装药密度之间有较强的相关性。同时,计算得到了线装药密度分别为1、3及9 kg/m时不同炮孔长度的合理堵塞长度,在工作面硬岩预弱化及预裂爆破切顶卸压工程实践中得到了验证,成功解决了井下单自由面深孔爆破关于堵塞的技术难题,研究成果为类似工程中堵塞长度的准确确定提供了借鉴。 展开更多
关键词 井下单自由面 深孔爆破 堵塞结构 堵塞长度 爆生气体压力
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大直径深孔分段爆破切井掏槽方式优化 被引量:1
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作者 路燕泽 王立杰 +3 位作者 连欢超 杨曦 于兴社 尹爱民 《工程爆破》 北大核心 2025年第1期17-23,88,共8页
为提升掏槽效率,对大直径深孔分段爆破成井掏槽方式进行优化。选取4种模型进行破裂区域大小理论计算,利用ANSYS/LS-DYNA数值软件开展单孔爆破以及不同掏槽方式下的爆破模拟试验,以爆破破裂区域连通性和连通空间大小为指标进行分析。结... 为提升掏槽效率,对大直径深孔分段爆破成井掏槽方式进行优化。选取4种模型进行破裂区域大小理论计算,利用ANSYS/LS-DYNA数值软件开展单孔爆破以及不同掏槽方式下的爆破模拟试验,以爆破破裂区域连通性和连通空间大小为指标进行分析。结果表明:当单孔爆破后,可将周围破碎岩体划分为4个区域:压碎(缩)区、破碎区、破裂区和弹性振动区。其中,压碎区及破碎区可以认为是有效破裂区,掏槽效果与有效破裂区范围的大小相关;将损伤区与塑性变形区考虑为破裂区域时,由理论计算破裂区域半径与炮孔半径之比分别为9.403,8.438,数值模拟分析显示两者比值为8~10,表明模拟结果准确;对比2种掏槽方式并结合工程应用,桶形掏槽成本高且难以满足生产需求,螺旋掏槽爆破后整体效果优于桶形掏槽,建议矿山选取螺旋掏槽进行大直径深孔分段爆破切井。研究结果从多种理论方法出发,结合数值模拟定义有效破裂区,并开展工程实践验证,为大直径深孔分段爆破切井掏槽方式的选取提供了依据。 展开更多
关键词 大直径深孔 分段爆破切井 桶形掏槽 螺旋掏槽 数值模拟
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基于模糊数学法的露天深孔预裂爆破效果综合评价
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作者 徐海声 张智宇 +1 位作者 李煜程 陈啸林 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第2期307-314,共8页
矿山开采过程中为保护边坡时会开展预裂爆破作业,四川一露天矿在边帮处的预裂爆破效果一般,现对预裂参数进行改进。为定量化分析改进后预裂参数的爆破效果,建立了以模糊数学为基础的露天深孔预裂爆破效果综合评价模型。模型中包含半孔... 矿山开采过程中为保护边坡时会开展预裂爆破作业,四川一露天矿在边帮处的预裂爆破效果一般,现对预裂参数进行改进。为定量化分析改进后预裂参数的爆破效果,建立了以模糊数学为基础的露天深孔预裂爆破效果综合评价模型。模型中包含半孔率、预裂面平整性、破坏范围、降振效果及预裂缝宽度5个评价指标,经现场试验对露天深孔预裂爆破效果进行评价。统计结果:半孔率80.6%、预裂面不平整度12.9 cm、破坏范围68.5 cm、降振率27.1%、预裂缝宽度5.0 cm,评价结果v_(2)为良好且与现场爆破效果基本吻合,证明本文提出的预裂爆破评价模型是合理有效的。经计算改进后的预裂参数在取得良好的爆破效果的同时使预裂爆破作业成本下降了17.66%,具有较强的现实意义。本文研究可为预裂爆破参数选择及效果评价提供参考。 展开更多
关键词 模糊数学法 深孔预裂爆破 现场试验 效果评价
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低品位厚大矿体下向扇形深孔爆破精细控制与参数寻优方法
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作者 安龙 符洲云 +1 位作者 张家华 韩琳 《金属矿山》 北大核心 2025年第5期89-98,共10页
阶段空场嗣后充填采矿方法因其大产能、高效率、低成本的优势,被应用于开采低品位厚大矿体。该方法在增大产能的同时也对爆破提出了更高的要求。由于爆破参数不合理,极易造成大体积超欠挖与大块增多等问题,从而影响了矿山高质高效开采... 阶段空场嗣后充填采矿方法因其大产能、高效率、低成本的优势,被应用于开采低品位厚大矿体。该方法在增大产能的同时也对爆破提出了更高的要求。由于爆破参数不合理,极易造成大体积超欠挖与大块增多等问题,从而影响了矿山高质高效开采。为此,从爆破边界与块度控制角度出发,提出了一种基于经验设计与影响权重分析相联合的爆破参数寻优方法。通过经验设计方法初步确定爆破参数的取值范围,分析了主要爆破参数对爆破超欠挖和块度分布的影响规律与影响权重,以超欠挖和大块率最小为目标确定最优爆破参数。以山东某金矿为例,获得了孔径、抵抗线、孔底距以及微差时间对爆破超欠挖以及大块率的影响规律,采用加权最小二乘法计算得到炮孔直径对爆破效果的影响最大,而孔网参数最小。在此基础上优化爆破参数,当孔径100 mm、抵抗线2.5 m、孔底距3.3 m、微差时间75 ms时,预测的爆破超欠挖量以及不合格块度占比最小。现场工业试验反映出,采用以上参数进行回采爆破边界清晰,爆堆块度分布均匀。所提爆破参数寻优方法,对于扇形深孔爆破控制具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 低品位厚大矿体 阶段矿房法 扇形深孔 爆破参数 超欠挖
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综采面坚硬顶板超深孔预裂爆破远场解危控制技术 被引量:3
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作者 徐颖 杨敬轩 +3 位作者 傅菊根 黄文尧 杨荣周 王梦想 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第5期112-124,共13页
工程实践表明,顶板事故在煤矿各类事故中占首要位置,已严重制约了我国现代化矿井安全高效开采。为了实现煤矿综采面坚硬顶板的安全治理,亟需形成综采面坚硬顶板超深孔预裂爆破远场解危控制技术以有效解决因工作面大空间坚硬顶板垮落而... 工程实践表明,顶板事故在煤矿各类事故中占首要位置,已严重制约了我国现代化矿井安全高效开采。为了实现煤矿综采面坚硬顶板的安全治理,亟需形成综采面坚硬顶板超深孔预裂爆破远场解危控制技术以有效解决因工作面大空间坚硬顶板垮落而影响安全生产的重大难题。基于此,通过自主创新和联合攻关,面向深部矿井坚硬顶板,开展了综采面坚硬顶板超深孔预裂爆破远场解危技术研究;研发了高威力三级煤矿许用水胶炸药、填塞材料等技术与装备,形成了成熟的深孔爆破工艺,突破了厚硬顶板爆破中煤矿许用炸药威力与安全度的矛盾,解决了超深孔爆破中炸药可靠起爆等技术瓶颈问题;通过构建大空间采场覆岩-支架-围岩系统力学模型,揭示了采场大小周期来压及强矿压作用机理,提出了大空间采场厚硬覆岩多层位精准定位爆破弱化控制原理和基于爆破损伤的综采工作面厚硬顶板深孔爆破参数设计方法,形成了综采工作面厚硬顶板超前深孔卸压控制技术。研究成果在全国近百个综采面进行工程应用,未发生一起顶板事故,避免了综采面厚硬顶板发生压架、形成飓风、矿震等重大安全事故的风险,保障了综采面的安全高效生产,为综采面坚硬顶板远场解危的设计提供了理论依据并为现场施工提供了指导作用。 展开更多
关键词 综采面厚硬顶板 超深孔预裂爆破 高威力水胶炸药 爆破致裂机理 安全高效开采
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中凯矿业大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究 被引量:3
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作者 赵兴东 宋景仪 +1 位作者 田斌 范晓苏 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第1期60-66,共7页
装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构(空气间隔长度比例24.2%)存在爆破后冲破坏作用严重的问题,造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废,严重影响生产效率;而盲目增大空气间隔长度比例则存... 装药结构对厚大矿体大直径深孔爆破落矿效果具有重要影响。中凯矿业帮中矿区现行装药结构(空气间隔长度比例24.2%)存在爆破后冲破坏作用严重的问题,造成后一排炮孔堵塞、坍塌甚至报废,严重影响生产效率;而盲目增大空气间隔长度比例则存在爆破大块率增加的风险。以矿山实际的炸药和岩石参数为基础,采用数值模拟软件LSDYNA开展大直径深孔爆破落矿装药结构优化研究。选择常用空气间隔器作为间隔材料,以空气间隔长度比例为研究对象设计了12种装药结构方案进行数值模拟,得到了装药结构与爆破后冲作用、大块率、自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力等评价指标之间的关系。结果表明:自由面质点振动峰值速度以及峰值有效应力随空气间隔长度比例增加逐渐下降;当空气间隔长度比例小于等于30.5%时后冲作用明显,后排炮孔可能出现塌孔现象,当空气间隔长度比例大于等于45.3%时,存在大块率增加的风险,最优装药结构的空气间隔长度比例为44.2%。现场深孔爆破落矿试验表明,优化的装药结构爆破后大块率为7.1%且爆破后冲作用得到有效控制。 展开更多
关键词 大直径深孔爆破落矿 装药结构 数值模拟 大块率
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深孔轴向多段间隔装药孔壁冲击压力分布 被引量:2
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作者 楼晓明 唐志恒 +2 位作者 牛明远 林日宗 曾令峰 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2024年第1期6-11,共6页
为确定地下垂直长深孔爆破时合理的空气间隔长度,基于爆轰波理论,分析了多段间隔装药爆破条件下孔壁冲击压力随间隔长度变化的内在分布规律函数;依据Mises准则,得出了不同岩性时合理的间隔长度参考值,并通过数值模拟和现场爆破试验进行... 为确定地下垂直长深孔爆破时合理的空气间隔长度,基于爆轰波理论,分析了多段间隔装药爆破条件下孔壁冲击压力随间隔长度变化的内在分布规律函数;依据Mises准则,得出了不同岩性时合理的间隔长度参考值,并通过数值模拟和现场爆破试验进行了验证。结果表明,空气间隔段孔壁冲击压力沿炮孔轴线从两端向中间骤降,但在中点周围略微增大,压力曲线呈两端大、中间小、中点周围略微凸起的“W”形对称分布。 展开更多
关键词 深孔爆破 轴向不耦合装药 空气间隔 孔壁冲击压力 数值模拟
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煤矿岩巷掘进技术现状及展望 被引量:8
15
作者 邵文琦 陈大勇 +7 位作者 佟治 乔亮 杜浪浪 黄炳香 陈圣贺 高尚占 祁正飞 孙政 《中国矿业》 北大核心 2024年第11期192-205,共14页
巷道是矿山的“血管”,其掘进效率高低、技术的成熟与否及安全性直接影响着矿山的开采效率。目前,国内煤矿岩巷常用的掘进手段主要有爆破掘进、机械化掘进和爆破-机械联合掘进。爆破掘进分为人工钻爆法掘进和液压钻车钻爆法掘进;机械化... 巷道是矿山的“血管”,其掘进效率高低、技术的成熟与否及安全性直接影响着矿山的开采效率。目前,国内煤矿岩巷常用的掘进手段主要有爆破掘进、机械化掘进和爆破-机械联合掘进。爆破掘进分为人工钻爆法掘进和液压钻车钻爆法掘进;机械化掘进有综掘机掘进和TBM掘进;爆破-机械联合掘进主要是针对硬岩,通过超深孔爆破对岩体整体强度进行弱化,最后采用机械化进行掘进。本文归纳分析了煤矿岩巷掘进应用实例,首先介绍了以上三种方法常用的钻孔设备,对比分析各掘进技术的优缺点,然后阐述这几类掘进方式存在的技术性难题。人工钻爆法具有成本低、使用便捷等优势,但因其劳动强度大、凿岩效率低,以及工作面环境差等劣势十分明显,大多数矿山爆破掘进则采用液压钻车钻爆法,案例分析发现人工钻爆法和液压钻车钻爆法平均循环进尺分别为1.7 m和2.1 m,随着巷道断面面积增加,单位巷道断面面积的炮孔数目和炸药单耗有变小的趋势;机械化掘进可以有效提高掘进效率、节约劳动力,但对于强度较高的岩石,会导致其截齿的快速损耗,并且粉尘率较高;另外TBM过大的转弯半径、体积、造价限制了其在中小型矿山使用。爆破-机械联合掘进具有较大的灵活性,但在地应力条件下的爆破裂纹空间形态、堵塞长度等方面理论研究不够深入。最后,本文阐明了当前煤矿岩巷掘进面临的一些有待解决的理论技术问题,以及未来岩巷掘进的发展趋势。 展开更多
关键词 岩巷掘进 爆破掘进 机械化掘进 爆破-机械联合掘进 超深孔爆破 围压效应
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大型露天矿山深孔台阶爆破振动特征与安全控制 被引量:4
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作者 张文涛 汪海波 +3 位作者 高朋飞 王梦想 程兵 宗琦 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第9期151-160,共10页
为了减少采场附属设施受爆破振动效应的不利影响,对长九露天建材矿爆区进行了爆破振动监测。通过回归分析、小波包分析对采场爆破振动传播规律及能量分布特征进行了研究,使用考虑概率的改进萨道夫斯基公式对安全药量进行了推算。结果表... 为了减少采场附属设施受爆破振动效应的不利影响,对长九露天建材矿爆区进行了爆破振动监测。通过回归分析、小波包分析对采场爆破振动传播规律及能量分布特征进行了研究,使用考虑概率的改进萨道夫斯基公式对安全药量进行了推算。结果表明:三方向峰值振动速度中水平径向和垂向较大,水平切向较小。峰值振动速度总体上与最大单段药量成正比,与爆心距成反比。现场多数测点爆破振动的主频为20 Hz以下的低频。由于采用微差延时起爆,段药量和微差间隔时间是影响峰值振动速度关键因素;通过回归拟合建立了符合现场地质、地貌和爆破条件的爆破振动传播数学模型,其中垂向振动传播的方向性最明晰;采场爆破振动的能量分布在200 Hz以内,且主要集中在90 Hz以下,随着最大单段药量和爆心距增大,主振频带的带宽减小并向低频端移动,低频带能量占比增大;增加雷管段数在爆破近区减振效果不佳,在爆破远区减振效果明显。通过实测数据对比,使用考虑概率的改进萨道夫斯基公式推算的安全药量相较于传统萨道夫斯基公式能更好地控制超出安全振动速度限值的小概率事件发生,有效提高溜井在爆破施工过程中被保护的概率,对控制爆破参数设计有一定的参考意义。 展开更多
关键词 深孔台阶爆破 回归分析 小波包分析 概率公式 溜井保护 安全药量
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基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型 被引量:4
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作者 田婕 张云鹏 +2 位作者 闫鹏 孙文诚 杨曦 《爆破》 CSCD 北大核心 2024年第2期143-150,159,共9页
由于爆破区域地形地质条件的复杂、监测仪器的误差、振动传播介质的反射以及磁场的干扰等原因,采集的原始爆破振动信号常常会掺杂大量的噪声,针对此问题提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的信号降噪光滑模型。此模型将爆破振动信... 由于爆破区域地形地质条件的复杂、监测仪器的误差、振动传播介质的反射以及磁场的干扰等原因,采集的原始爆破振动信号常常会掺杂大量的噪声,针对此问题提出了基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的信号降噪光滑模型。此模型将爆破振动信号进行CEEMD,基于分解所得到的IMF分量建立低通滤波算法。根据滤波算法的相似度与光滑度,构造目标函数并计算最优解,其对应的滤波算法模型即为爆破振动信号的最优降噪光滑模型。通过构造仿真信号验证了降噪光滑模型算法的可行性,并将模型应用了实际露天深孔爆破振动信号的研究。采用信噪比和均方根误差两种指标对比经验模态分解(EMD)方法、小波阈值法、CEEMD-小波阈值法与滤波算法模型BP3的降噪效果,验证了降噪光滑模型在对露天矿山爆破振动信号降噪方面的有效性,并通过频谱分析进一步验证了降噪光滑模型较CEEMD-小波阈值法的优越性。结果表明:基于CEEMD的露天深孔爆破振动信号降噪光滑模型具有良好的降噪能力,能够在保留原始爆破振动信号真实特征信息的前提下对信号进行降噪,且降噪效果优于EMD方法、小波阈值法和CEEMD-小波阈值法。 展开更多
关键词 露天深孔爆破 振动信号 CEEMD 低通滤波 降噪光滑模型
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切割井中深孔孔内分段爆破一次成井数值模拟 被引量:2
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作者 姜维 谭铖 +2 位作者 姚囝 张国权 文仁均 《工程爆破》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-9,共9页
为分析中深孔孔内分段爆破一次成井的爆破效果,采用ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟软件,对孔内分段装药和不分段装药2种不同装药结构下中深孔爆破切割井处应力变化、损伤区域进行模拟计算研究。结果表明:孔内分段装药爆破时切割井中部两... 为分析中深孔孔内分段爆破一次成井的爆破效果,采用ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟软件,对孔内分段装药和不分段装药2种不同装药结构下中深孔爆破切割井处应力变化、损伤区域进行模拟计算研究。结果表明:孔内分段装药爆破时切割井中部两侧应力更集中,炸药爆炸产生的应力波更多的作用于炮孔顶部岩石处,使其受到的应力更大;分段装药时炮孔下层炸药首先起爆为上层炸药爆炸创造了良好的自由面,炸药爆炸产生的能量更多作用于岩石两侧及顶部,导致其损伤区域高度更高,模型底部产生的裂纹较密集,并且模型外侧边界处裂纹衍生的数量以及裂纹宽度和长度明显较高,证明孔内分段装药对切割井爆破一次成井具有更优的效果。最后,应用此方案在矿山现场成功施工1条高度为13.2 m、断面为2.1 m×2.2 m的切割天井,表明该方案具有较好的工程意义和推广价值。 展开更多
关键词 切割井 中深孔爆破 孔内分段爆破 数值模拟 岩石损伤
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深部采煤深孔爆破技术防控强矿震机制研究 被引量:1
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作者 张全 邹俊鹏 +4 位作者 吴坤波 焦玉勇 蒋宇静 王超 闫宪洋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2439-2449,共11页
中国华东、东北、华北大部分煤矿已进入600 m以下深度开采,矿震等动力灾害屡有发生,严重制约了煤矿安全、绿色、高效生产。针对中国深部煤矿厚硬顶板下开采矿震频发问题,以东滩煤矿为例,采用现场监测、理论分析和数值模拟等方法,详细阐... 中国华东、东北、华北大部分煤矿已进入600 m以下深度开采,矿震等动力灾害屡有发生,严重制约了煤矿安全、绿色、高效生产。针对中国深部煤矿厚硬顶板下开采矿震频发问题,以东滩煤矿为例,采用现场监测、理论分析和数值模拟等方法,详细阐述了深孔爆破顶板卸压前后强矿震空间分布特征,研究了深孔爆破技术预裂顶板机制、对采动中覆岩活动影响及防控矿震的效果。研究发现深孔爆破技术可有效弱化或断裂上覆厚硬岩层,释放上覆岩层积聚的应变能,减少大能量矿震的风险。基于爆炸荷载作用下岩石破坏区理论分析计算出了深孔爆破岩石破碎区、裂隙区和有效破坏范围,并结合工作面支架阻力监测,发现深孔爆破技术可主动调控矿山压力,避免了强矿压显现。建立了含四次深孔爆破的煤层开采全过程数值模型,分析了深孔爆破前后覆岩应力及位移演化特征,揭示了深孔爆破对采动中覆岩活动影响机制。深孔爆破断顶卸压技术能够有效弱化煤层顶板、降低顶板来压强度、增大覆岩的碎胀系数,能够用于防控深部采煤强矿震的发生。 展开更多
关键词 矿震 深孔爆破 厚硬顶板 岩石破坏区 支架阻力 数值模拟
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富水矿岩区域爆破参数优化数值模拟研究 被引量:3
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作者 彭磊 王建国 +2 位作者 彭鑫 刘金保 张伟 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第8期149-163,共15页
为改善某露天矿山富水矿岩区域水孔爆破效果,通过理论分析和现场试验进行了岩屑填塞料的研究,并结合数值模拟分析了径向水不耦合装药系数、填塞长度、延期起爆对爆破效果的影响。结果表明:随着岩屑粒径的增加,填塞结构的抗剪强度也随之... 为改善某露天矿山富水矿岩区域水孔爆破效果,通过理论分析和现场试验进行了岩屑填塞料的研究,并结合数值模拟分析了径向水不耦合装药系数、填塞长度、延期起爆对爆破效果的影响。结果表明:随着岩屑粒径的增加,填塞结构的抗剪强度也随之增加,填塞的作用也得到增强;填塞结构以<5 mm与≥5 mm粒径岩屑颗粒配比为3∶7时填塞作用最为显著;在径向水不耦合装药系数K d为1.33时,能够取得理想的爆破效果节约炸药成本;延期起爆能够提供更多的自由面有利于降低岩体破碎的块度。 展开更多
关键词 深孔台阶爆破 炮孔填塞 水不耦合装药 爆破参数优化 数值模拟
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