煤矿爆破技术的现状与发展讲解

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干扰因பைடு நூலகம்分析
四断面法测试
理论推导
2.煤矿爆破技术研究进展
(2)新型煤矿高安全高威力炸药与精细段数雷管
新型煤矿安全高威力炸药
➢ 研究煤矿高安全高威力炸药爆轰机理 ➢ 优选炸药体系中高效抑制剂、高含能材料,研究抑制剂包覆
技术,提高炸药安全性和爆炸威力
➢ 根据正交试验,设计炸药配方,测试炸药安全性和爆炸性能 ➢ 进行新型煤矿安全高威力炸药大断面巷道掘进爆破对比试验
深孔爆破破岩效率低、爆破载荷对围岩损伤严 重,爆炸能量控制理论与方法落后于工程实践
巷道跨度大、空间大、承载能力差、爆破扰动 和采动载荷对围岩稳定性影响显著,巷道支护 体系易失效、破坏
钻、爆、装、运、支五大工序配合与组织协调 性差,效率低
1.煤矿爆破技术的现状
1 岩体超前探测、信号反演理论
1
2 煤矿高安全高威力炸药组份及爆轰机理
2.煤矿爆破技术研究进展
进行了新型高能水胶炸药研究
➢ 现有的三级煤矿水胶和三级煤矿乳化的爆破破岩能量较小,爆破的炮孔 利用率低,岩巷掘进效率低下,特别是进行大断面硬岩井巷掘进施工时 ,这个问题更为突出。
➢ 对于硬岩爆破,实现快速掘进,采用高能量炸药是最重要技术手段。 研究了煤矿水胶炸药爆炸引爆瓦斯煤尘的机制,通过增加高效消焰击 和高效含能材料,解决了水胶炸药爆炸威力与安全性之间的矛盾。 岩巷掘进对比爆破试验表明:新型高能水胶炸药能量提高20%,破岩 效率提高15%。 新型高能水胶炸药已经通过相关部门的鉴定。
内容提纲
1 煤矿爆破技术的现状 2 煤矿爆破技术进展 3 煤矿高效爆破掘进发展趋势
1.煤矿爆破技术的现状
1.煤矿爆破技术的现状
地质保障 爆破器材 爆破理论与技术 巷道支护 快速掘进
煤矿爆破因地质异常体探测不明,造成突水、 冒顶、塌方等灾害事故频发
炸药威力和安全性、雷管段数和延迟时间不能 满足要求
新型高安全水胶药柱
2.煤矿爆破技术研究进展
(2)新型煤矿安全高威力炸药与精细段数雷管
精细段数雷管
➢ 利用微差爆破原理,设计多种炮孔爆破模型实验,研究大
断面巷道掘进爆破合理微差间隔
➢ 研究精细段数毫秒雷管延期元件 ➢ 大断面巷道精细段数雷管起爆时间间隔和顺序试验
2.煤矿爆破技术研究进展
首创了细单芯延期结构,使得仅采用一种或几种延期药即
延期体结构。通过控制微振动燃烧,研究新结构延期体 。 延期药精度表征 。用固体化学的理论对延期药的燃烧精度
表征量进行研究 。
2.煤矿爆破技术研究进展
(3)大断面巷道深孔爆破掘进理论与技术
➢ 利用功能平衡原理,探讨爆破动作用力和岩石抗爆强度匹配关系, 实现对爆破能量有效控制
➢ 应用爆炸力学和断裂力学等理论以及模型试验,研究不同爆炸载 荷下岩石中应力分布规律、破碎、破裂特性
开展高精度延期药研究。根据我国延期药的生产现状,以 Si系延期药为基础,利用铅丹和硅双组份为基药,便于混 合,分散均匀,再添加高精度燃速调整剂。
延期药纳米化加工。采用高速球磨机机械研磨法,通过液 相混合技术,实现纳米化和安全生产。将延期药各组成成 分的粒度加工成纳米材料,级配合理,形成纳米粉体 。
➢ 采用地震波CT成像、矿井瞬变电磁等综合物探方法,获取巷道三
维超前地球物理场信息,进行数据剥层等多场联合反演,准确判 定巷道超前地质异常体
➢ 研究岩体结构精细诊断方法,获得频繁非均匀载荷下巷道围岩状
况特征
➢ 研究岩层致裂非接触超前评测方法,获取爆破影响岩体空间范围 ➢ 采用三维可视化技术,立体表达掘进工作面前后空间地质及围岩
全国矿山建设学术会议
煤矿爆破技术的现状与展望
徐颖 安徽理工大学土木建筑学院
2013.11.05
煤炭在未来相当长的时期内是我国主要能 源。矿井向现代化、大型化、集约化方向发 展。爆破破岩在目前乃至今后相当长时间内 仍然是现代化大型矿井建设中的主要手段, 但随着科学技术的进步,大型机械化装备的 使用、矿井建设开采深度的增加,条件愈加 复杂,爆破破岩和围岩稳定的矛盾日益突出, 爆破理论与技术落后工程实践。
➢ 根据正交原理,进行多种不同装药结构巷道周边控界爆破和集能 掏槽等模型试验,优选爆破参数
➢ 理论与试验相结合,研究弱抛掷岩石爆破控制机理
2.煤矿爆破技术研究进展
开展了大断面巷道掘进爆破理论与技术研究
➢爆炸应力波动态破岩机理
进一步从理论上分析了大断面岩石巷道掘进 爆破破岩机理。
进行了炮孔水介质不耦合(包括环向水不耦 合和轴向水垫层装药结构)模型试验,研究 表明:越靠近装药,爆炸压力越高,随着距 离增大,峰值压力显著降低,且初始下降速 率很快,后阶段下降缓慢;与空气不耦合装 药相比,岩石中爆炸应力场强度高,峰值压 力要高出30%~40%左右;
炸药爆炸能量释放与控制、不同爆破参数条件下
3 岩体破坏与移动效应
爆破扰动和采动荷载作用下大断面巷道早、后期锚喷
4 支护与围岩结构力学演化、变形、失稳、破坏特征
5 高性能锚喷支护结构体增强、抗冲击机理
2.煤矿爆破技术进展
2.煤矿爆破技术研究进展
(1)巷道掘进超前地质保障和围岩状况诊断关键理论与技术
可实现长时间延期;
在高安全雷管技术中实现使用细单芯延期结构进行延期,
建立了将延期纤维应用于高安全雷管的技术体系;
研发了适用于被细单芯延期体引燃的激发药配方,并对
其感度和相容性进行了测试;
将高精度细单芯延期体与传统 雷管技术相结合,初步研究了
这两种技术结合的可行性、实 现方法、工艺参数。
2.煤矿爆破技术研究进展
特征
三维数据体
爆破影响空间范围
三维效果表达
2.煤矿爆破技术研究进展
▪ 通过构建井下巷道掘进超前探测地质模型,进行巷道掘进工 作面跨 孔震波CT探测理论、反演方法研究,对比孔间直射 线跟踪不同反演方法的特点,以及地震波偏移成像特征。
跨孔观测系统
CT地质 模型
不同反演 方法结果
2.煤矿爆破技术研究进展
▪ 讨论瞬变电磁超前探测井下干扰条件,高精度数据采集以及全 程视电阻率计算方法等内容,提高对巷道周边地质构造及其含 水条件的判断准确率,为大断面巷道掘进提供地质保障。
从视电阻率与瞬变场的对应 关系分析,确定选择磁场计 算全程视电阻率值,推出全 空间斜阶跃全程视电阻率的 计算公式
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