硬厚致灾岩层预裂爆破防冲参数优化及工程实践

作     者：郝琪 曹安业 王常彬 郭文豪 彭雨杰 宋士康 冯海龙 HAO Qi;CAO Anye;WANG Changbin;GUO Wenhao;PENG Yujie;SONG Shikang;FENG Hailong

作者机构：中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验江苏徐州221116 新疆大学地质与矿业工程学院新疆乌鲁木齐830046 陕西正通煤业有限责任公司陕西咸阳713600 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2024年第41卷第3期

页      面：481-492页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52274098,U21A20110) 国家重点研发计划项目(2022YFC3004603) 江苏省研究生科研创新计划项目(KYCX23_2798) 中国矿业大学研究生创新计划项目(2023WLKXJ036) 

主　　题：硬厚岩层 冲击地压 预裂爆破 裂纹扩展 爆破参数优化 

摘      要：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。