国内外现代爆破新技术——聚能爆破技术

针对光面爆破对围岩损伤较严重、轮廓不平整度大、周边孔痕率低,尤其在软弱破碎岩体中问题更为突出,超欠挖严重,很难保证周边质量等现状,岩石定向断裂爆破技术应运而生。而其中的主要技术包括聚能管爆破技术、侧向聚能药包爆破技术、双向聚能拉伸爆破技术、多点聚能切割爆破技术等。     

定向断裂控制爆破理论与技术应用

基于定向断裂控制爆破技术参数的选取有别于普通光面爆破，研究了定向断裂控制爆破理论及应用成果.分析了定向断裂控制爆破理论聚能装药结构和装药外壳切缝爆破技术定向导向缝成缝机理，提出了炸药爆炸能量随爆炸动静作用变化分配观点，指出定向断裂控制爆破实质是对炸药爆炸能量在介质中的作用加以控制的问题，研究新型装药结构，提高炸药爆炸的能量利用率和定向断裂方向的爆炸能流是改善定向断裂控制爆破效果的主要研究方向。     

探析全煤巷道光面爆破施工技术

在煤炭开采过程中,主要采用水采、机掘、炮采三种方式,其中水采已基本淘汰,以机掘和炮采最为常见,机械采煤主要用于回采施工,而炮采主要应用与岩石巷道,在全煤巷道有时也会采取爆破施工技术进行巷道开拓,光面爆破技术因其技术优势和高质量的爆破效果而广泛的在煤矿中推广使用,但是光面爆破的效果受围岩性质和炸药本身性能的影响,因此有必要对全煤巷道的光面爆破施工技术进行探析。本文通过阐述全煤巷道光面爆破施工技术的原理、技术要点、注意事项等内容,系统分析全煤巷道光面爆破施工技术的应用现状及发展前景。     

轴对称聚能药管及其聚能效应

煤尘与瓦斯突出一直是威胁煤炭矿井安全生产最严重的自然灾害之一,而不合理的炸药装药及爆破将会引爆瓦斯与煤层而造成严重的生产事故。通过理论计算,确定了轴对称聚能药管的参数及煤的裂隙长度,并选择水胶炸药在钢管内进行模拟实验,得出较好的聚能爆破效果,对聚能爆破机理进行了模拟分析并得出:轴对称聚能爆破药管具有较好的聚能效应,有利于实现定向预裂爆破;药管可用PVC材料加。结论为轴对称聚能药管的设计提供理论和实验支持。     

光面护壁爆破的护壁效果及作用机理探讨

试验研究了光面护壁爆破的护壁效果,论述了护壁爆破的作用机理.采用智能声波检测仪测试爆破前后岩体的超声波速度,从而评价光面护壁爆破与普通光面爆破在相同条件下的爆破效果,结果发现护壁爆破声波平均降低率1.45%,普通光面爆破平均降低4.83%,普通光面爆破是光面护壁爆破的3倍以上,显示出光面护壁爆破避免岩体损伤的优越性.分析认为:在冲击波和爆生气体准静压作用下,光面护壁爆破在产生定向爆裂岩石的同时,保留部分岩体得到药包外壳半圆管的保护,从而避免爆破损伤.在龙16号油气井钻前场地施工工程中应用,岩体损伤小,护壁效果好.     

基于有效保护围岩的定向断裂爆破参数研究

对岩石周边爆破进行深入研究。指出了光面爆破不可避免造成围岩损伤的不足，提出了采用定向断裂爆破技术是降低围岩爆破损伤的有效方法：进而，依据现有的定向断裂爆破原理，导出了定向断裂爆破的预裂纹长度、炮孔装药量与炮孔间距的计算式：最后，结合工程算例对这些爆破参数之间的关系作了分析。表明：计算结果与所得结论以工程实际相符，有参考价值。     

聚能效应在岩石定向断裂控制爆破中的研究

针对目前石材开采面临的问题，对采用聚能药包岩石定向断裂控制爆破技术时的裂缝(纹)起裂和扩展的机理进行了探讨，同时对该法的爆破参数进行了设计；实验室和现场试验验证结果表明，由聚能射流形成的切缝有明显的定向作用，使爆生气体的能量沿预定方向集中，裂纹的定向断裂控制效果良好，表明该法是一种比较理想的断裂控制爆破技术；研究成果对相关理论研究和现场应用均有一定的指导意义，该法将会成为岩石定向断裂控制爆破发展的一个方向。     

聚能管定向断裂爆破技术的应用———大断面岩巷快速掘进

介绍了两对矿井成功地采用聚能管定向断裂爆破技术,实现了大断面岩巷快速掘进,分析了定向断裂爆破技术原理及其技术经济效果。     

低密度光爆专用炸药爆轰特性研究

根据光面爆破特点及其对光爆专用炸药的要求,对低密度光爆专用炸药的爆轰特性进行了试验研究,为光面爆破提供最佳装药条件及其消除沟槽效应的方法。     

水下爆破聚能药包设计与布设工艺

水下聚能爆破技术是岩石控制爆破技术中有待研究的领域。为加深相关理论的研究及对实际工程中水下聚能爆破的设计提供依据,系统分析了聚能爆破破碎岩石的作用机理,介绍了一种水下爆破聚能药包参数设计方法及水下聚能药包布置工艺。该施工工艺在浅水域岛礁爆破工程中具有参考应用价值。     

首山一矿聚能双掏槽光面爆破技术应用

为适应平宝公司岩巷掘进的巨大需求,满足矿井采掘布局的进一步优化需要。针对岩巷掘进施工时打眼多、装药多、光面爆破效果差、工效低的现状,分析了原有爆破方式施工存在的问题及原因,在常规岩巷光面爆破的基础上,利用理论分析,室内试验,现场试验等手段,研究开发了聚能水压双掏槽光面爆破技术。并在平宝公司首山一矿进行了应用。工程实践表明,该方法大幅度降低炮眼掘进量,雷管、炸药等消耗量,降低爆破材料费。有效提升了岩巷光面爆破效果、增加了循环炮进率,岩巷光爆效果得到了明显的提升。在相同的条件下进尺效率得到了提高,在满足工程质量的同时,降低了施工成本,更加的节能环保。     

煤层深孔聚能爆破动力效应分析与应用

为研究煤层深孔聚能爆破致裂增透机理,构建聚能爆破分析模型,运用理论分析与数值模拟相结合的方法探讨聚能爆破时聚能射流的成型机理、爆炸应力波的传播特点、煤体力学特征和裂隙扩展机理,结果表明:聚能槽集聚爆轰能量形成聚能射流并产生聚能效应,聚能效应显著改变了爆炸应力波的传播特性和煤体的力学性质,在聚能方向煤体所受压应力峰值是非聚能方向的1.10～ 1.29倍,有效地促进了裂隙的扩展;且主聚能方向煤体所受压应力峰值由次聚能方向的0.85倍增大到1.06倍,放缓了煤体所受应力的衰减速度.此外,煤层深孔聚能爆破工程应用实验表明,聚能爆破后抽采孔平均瓦斯含量是聚能爆破前的1.58倍,有效地提高了煤层透气性和瓦斯抽采率.     

不同耦合装药结构的爆破效果分析

为了研究不耦合装药结构与不同介质耦合装药结构的定向断裂光面爆破效果,得到最佳装药结构,从而解决工程爆破中存在的技术问题.以华泰煤矿为工程背景,采用4种装药结构,分别通过实验室实验和现场工业实验对水-空气耦合、水耦合、空气耦合和水不耦合进行巷道围岩的爆破效果进行分析对比,实验结果证明,在华泰煤矿采用水耦合爆破,可使围岩或预留岩面的完整性、稳定性较好.     

圆弧形聚能装药结构爆破破岩效果数值模拟

为了研究不同圆弧形聚能装药结构下爆破参数最佳的爆破效果,以实现现有煤矿岩巷掘进高效破岩的需求。基于非线性动力模拟软件ANSYS /LS－DYNA 建立了圆弧形聚能装药爆破几何模型,研究了炮孔直径42mm时聚能圆弧半径10mm、圆弧边缘至炮孔中心距离分别为6mm、8mm、10mm、12mm下的聚能爆破破岩效果,通过添加失效关键字得到各个工况的裂纹发展情况,对比分析了不同工况下的聚能过程和距炮孔中心聚能和非聚能方向的有效应力时程曲线;展现了聚能装药情况下的岩体损伤演化历程。研究结果表明：四个工况都出现了不同的聚能效果,对裂纹的发展起到一定的导向作用;随着聚能穴内边缘至管中心距离的增大,有效应力峰值先减小后增大,其中聚能穴内边缘至管中心距离12mm,单位装药量为10.47cm3时有效应力峰值最大;聚能穴内边缘至管中心距离12mm在距炮孔15cm处最先达到完全损伤破坏,说明聚能穴内边缘至管中心距离12mm的装药结构参数聚能效果最佳。     

光面爆破参数的理论分析

本文依据光面爆破成缝理论和以降低围岩破坏为目的，从理论上分析了光面爆破时诸如装药不偶合系数、空气柱长度、装药集中度、炮孔间距和光煤层最小抵抗线等参数的计算方法。     

浅谈光面爆破技术在岩石巷道掘进的研究应用

谈论分析煤矿岩巷快速掘进实现全断面一次爆破。通过岩巷掘进爆破中预裂爆破和光面爆破的应用说明．分析了光爆技术在岩巷掘进的必然性和可操作性,并对光面爆破的爆破参数、施工工艺、技术措施、效果与经济效益等方面进行分析研究．为促使光爆技术的应用提供良好的宝贵意见。     

大采高回采巷道围岩的塑性区分布

针对大采高回采巷道围岩存在的变形量大、松动范围广等问题,以龙煤集团城山煤矿145采煤工作面上巷为研究对象,采用现场观测、理论分析及有限元数值模拟的方法研究该巷道围岩的塑性区范围,得到顶底板、两帮塑性区范围与巷道高度之间的关系。结果表明：随着巷道高度的增加,围岩的塑性区范围不断增加。这一研究结果对实际工程具有一定的参考价值。     

深井巷道围岩滞后注浆加固的合理时间

合理滞后注浆时间的确定是深井巷道围岩加固支护技术的关键,在分析深井巷道最佳支护时间原理的基础上,以望峰岗矿-817 m水平巷道为研究背景,通过现场实测及UDEC数值模拟对巷道掘进后围岩变形及裂隙发育特征进行深入研究,获得了深井巷道围岩滞后注浆加固的合理时间。结果表明,注浆加固应在巷道剧烈变形阶段后的缓慢变形阶段初期,在巷道围岩裂隙发育相对稳定时,合理时间为巷道掘进后15～20 d。工程实践表明,合理时间的滞后注浆有效地控制了深井巷道围岩稳定性。     

光面爆破理论与实践

本文介绍勤俭煤矿层状岩层光面爆破的实践技术。根据光面爆破的原理,分别阐述了装药集中度、装药结构、孔距、不偶合系数、炮眼密集系数等相互关系,并按照岩石力学的理论分析了他们的应用条件。