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基于槽波波速层析成像的爆破卸压效果评价方法

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煤炭学报 2018年第S2期43卷 426-433页

作者：丛森程建远王保利王云宏樊鑫西安科技大学地质与环境学院陕西西安710054 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

工作面上覆采空区遗留煤柱造成的应力异常,给煤矿开采带来极大安全隐患,爆破是消除煤柱应力集中的常用办法,但是缺少对爆破效果进行评价的技术。分析了槽波波速与应力之间的定性关系,上覆煤柱爆破前后进行2次槽波波速层析成像,并计算2... 详细信息

工作面上覆采空区遗留煤柱造成的应力异常,给煤矿开采带来极大安全隐患,爆破是消除煤柱应力集中的常用办法,但是缺少对爆破效果进行评价的技术。分析了槽波波速与应力之间的定性关系,上覆煤柱爆破前后进行2次槽波波速层析成像,并计算2次槽波波速差值,对工作面上覆煤柱爆破卸压效果进行评价。将槽波波速成像结果与数值模拟、矿压监测结果以及回采实际情况进行了对比分析。结果表明:工作面内槽波波速与围岩应力状态具有良好的相关性;槽波波速能够有效地反映工作面内应力分布及转移情况,合理评价煤柱爆破卸压效果。

关键词：上覆煤柱槽波层析成像爆破卸压矿压监测

煤层瓦斯抽采爆破卸压的钻孔布置优化分析及应用

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岩石力学与工程学报 2013年第4期32卷 807-813页

作者：周声才李栋张凤舞沈大富周东平郭臣业重庆市能源投资集团重庆401121 重庆市能源投资集团科技有限责任公司重庆400060 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400030

为解决重庆地区低透气性松软煤层瓦斯抽采率低的难题,提出煤层底板预裂爆破卸压增透新技术,指出其增透过程分为爆破应力波与爆生气体共同作用形成裂隙贯通区和爆破空腔顶部煤岩体垮落形成卸压带2个阶段。借助数值模拟对不同孔距爆破应... 详细信息

为解决重庆地区低透气性松软煤层瓦斯抽采率低的难题,提出煤层底板预裂爆破卸压增透新技术,指出其增透过程分为爆破应力波与爆生气体共同作用形成裂隙贯通区和爆破空腔顶部煤岩体垮落形成卸压带2个阶段。借助数值模拟对不同孔距爆破应力波的动态演变规律进行研究,发现预裂爆破影响范围分为粉碎区和贯通区,其中粉碎区范围约为爆破孔直径的6倍,而贯通区的形成则主要受大直径控制孔反射形成的拉伸波作用,最终得到预裂爆破形成贯穿裂隙且保持与控制孔同高破坏区间的最优孔距为0.9 m,并将该技术应用于重庆–煤矿K4煤层底板巷预抽瓦斯工程。应用结果表明:瓦斯抽采纯量提高2.8倍,瓦斯抽采浓度提高3.75倍,而且在爆破完成20～30 d后瓦斯抽采效果明显提高。

关键词：采矿工程低透气性松软煤层爆破卸压钻孔间距数值分析应力波

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基于钻孔电磁辐射法的爆破卸压效果检验方法

煤炭学报 2012年第2期37卷 279-284页

作者：徐文全王恩元刘贞堂刘晓斐中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221008 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008

分析了煤岩体电磁辐射信号与受载应力的关系,研究了工作面前方煤岩体电磁辐射分布规律,由此提出了爆破卸压效果检验的钻孔电磁辐射法;并通过河南神火集团梁北矿11061工作面薄煤区爆破卸压效果进行了现场验证。研究表明:工作面电磁辐射... 详细信息

分析了煤岩体电磁辐射信号与受载应力的关系,研究了工作面前方煤岩体电磁辐射分布规律,由此提出了爆破卸压效果检验的钻孔电磁辐射法;并通过河南神火集团梁北矿11061工作面薄煤区爆破卸压效果进行了现场验证。研究表明:工作面电磁辐射强度、脉冲与围岩应力状态具有良好的相关性;电磁辐射信号能有效地反映工作面前方煤体应力分布及转移情况;钻孔电磁辐射法能够检验爆破卸压效果,为爆破卸压效果检验提供了一种新的方法。

关键词：电磁辐射爆破卸压效果检验钻孔天线

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软岩巷道爆破卸压机理分析

中国矿业大学学报 2010年第1期39卷 50-54页

作者：田建胜靖洪文中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室建筑工程学院江苏徐州221008

为了增强爆破卸压效果,运用岩石爆破内部作用理论,分析了软岩巷道爆破卸压的作用过程以及其影响因素,设计了爆破卸压效果现场测试系统.结果表明,爆破卸压具有硬化软岩、形成爆扩空腔和裂隙区,最终形成卸压区,并使高地应力转移到距巷帮R... 详细信息

为了增强爆破卸压效果,运用岩石爆破内部作用理论,分析了软岩巷道爆破卸压的作用过程以及其影响因素,设计了爆破卸压效果现场测试系统.结果表明,爆破卸压具有硬化软岩、形成爆扩空腔和裂隙区,最终形成卸压区,并使高地应力转移到距巷帮R以远围岩深部的特征.适当加大炮孔直径、提高装药密度、选择爆速高的炸药,使炮孔间距满足L≥2R2,并尽可能减少炮孔深度,均可提高爆破卸压效果.

关键词：爆破卸压爆扩空腔裂隙区卸压区应力转移

基于爆破卸压的深部构造应力富水软岩巷道底鼓控制技术研究

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煤炭科学技术 2022年第7期50卷 117-126页

作者：程敬义魏泽捷白纪成于智卓邢轲轲李庆明王俊有李晓张超张治军中国矿业大学江苏徐州220001 中煤西安设计工程有限责任公司陕西西安710054 平顶山天安煤业股份有限公司河南平顶山410012 山西朔州山阴金海洋五家沟煤业有限公司山西朔州036999

底鼓是深部高应力软岩巷道常见的底板破坏形式,也是影响矿井安全高效生产的制约因素,更是目前千米深井亟待解决的关键问题。为解决深部高应力软岩巷道底鼓制约煤矿安全高效开采的现场问题,以平煤某矿-950水平回风大巷为工程背景,采用井... 详细信息

底鼓是深部高应力软岩巷道常见的底板破坏形式,也是影响矿井安全高效生产的制约因素,更是目前千米深井亟待解决的关键问题。为解决深部高应力软岩巷道底鼓制约煤矿安全高效开采的现场问题,以平煤某矿-950水平回风大巷为工程背景,采用井下试验、物化分析、室内试验相结合的方法,从岩石强度和应力特征视角分析了围岩结构、矿物成分、水理作用、支护强度、原岩应力对巷道底鼓的影响机制,发现了高构造应力和水理作用是影响巷道严重底鼓的主要因素,揭示了该巷道的挤压流动性底鼓和遇水膨胀性底鼓机理。根据深部高应力软岩巷道底鼓机理分析,提出了基于底板爆破卸压的注浆加固底鼓联合控制技术,利用松动爆破技术阻断底板高应力传播路径,改善巷道围岩应力环境,释放底板压力;同时,利用注浆加固技术强化巷道底板围岩的承载力,提高底板抗变形能力。基于上述研究成果,提出爆破卸压+注浆加固的布置方案与参数,并进行了工业试验和底鼓变形监测。现场工业应用监测结果表明:采用底板松动爆破+注浆加固的联合支护方案后,巷道底板围岩处于稳定状态,底板在300 d内最大位移不超过310 mm,巷道底鼓变形量较无支护状态下减少了36.7%~49.0%,巷道底板未发生明显变形破坏,底鼓控制效果明显。

关键词：巷道底鼓高地应力软岩爆破卸压注浆加固围岩控制

基于爆破卸压地应力快速释放的强岩爆防治方法与效果评价研究

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工程科学与技术 2018年第4期50卷 22-29页

作者：吴世勇周济芳杜成波雅砻江流域水电开发有限公司四川成都610051

深埋隧洞强岩爆灾害是制约工程开挖施工安全和高效实施的难题,科学爆破开挖设计已成为有效控制强岩爆灾害的重要技术手段。针对锦屏二级引水隧洞工程随隧洞埋深增加、地应力增大所频现的强岩爆灾害的防控问题,对爆破卸压方法的强岩爆防... 详细信息

深埋隧洞强岩爆灾害是制约工程开挖施工安全和高效实施的难题,科学爆破开挖设计已成为有效控制强岩爆灾害的重要技术手段。针对锦屏二级引水隧洞工程随隧洞埋深增加、地应力增大所频现的强岩爆灾害的防控问题,对爆破卸压方法的强岩爆防治效果开展了数值仿真设计与现场试验研究。围岩内双排倾斜辐射孔和掌子面垂直超前孔两种爆破卸压方法的数值论证结果表明:前者可在左侧边墙爆破孔及拱顶中部附近、右侧拱腰下部和拱肩爆破孔附近形成了应力松弛区,应力集中部位从轮廓线附近转移到距轮廓线约5.0 m的围岩深部,后者通过爆破卸压作用在掌子面前方产生一定延伸范围的松弛区,可有效释放掌子面处的集中应力。进一步基于拉森斯岩爆判别法对比两方案的岩爆防治效果表明原来可能发生强烈岩爆的部位,采用爆破卸压释放应力后岩爆烈度等级均降低为弱岩爆,掌子面发生岩爆的可能性也显著降低。现场试验验证研究进一步论证了基于爆破卸压理论的快速应力释放方法来防治岩爆的可行性和有效性,并深入分析了两种爆破卸压方案对强岩爆防治的优势。综合研究成果并结合现场实际应用情况,提出了锦屏二级引水隧洞工程岩爆防治的综合措施,为强岩爆环境下爆破开挖设计和施工提供方法与理论支撑。

关键词：爆破卸压深埋隧洞快速应力释放强岩爆防治数值仿真现场试验

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岩爆倾向岩石巷帮钻孔爆破卸压的静态模拟

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2015年第1期47卷 97-102页

作者：李俊平王红星王晓光程贤根西安建筑科技大学材料与矿资学院陕西西安710055

冲击地压、大变形或分区破裂化正成为我国深部开采的难题.高地压是导致冲击地压、大变形或分区破裂化的根源.钻孔爆破卸压是转移或释放高地压的有效措施.以厂坝铅锌矿灰岩为样本,应用FLAC3D静态模拟巷道掘进中巷帮钻孔卸压的钻孔间距、... 详细信息

冲击地压、大变形或分区破裂化正成为我国深部开采的难题.高地压是导致冲击地压、大变形或分区破裂化的根源.钻孔爆破卸压是转移或释放高地压的有效措施.以厂坝铅锌矿灰岩为样本,应用FLAC3D静态模拟巷道掘进中巷帮钻孔卸压的钻孔间距、钻孔深度及有无孔底爆破的卸压效果.研究表明：巷道埋深越深,支承压力越大,钻孔间距也将越大;钻孔深度介于支承压力峰值与支承压力区最大宽度所处的位置之间;仅钻孔而不孔底爆破的卸压效果不明显.上述研究规律应用于文峪金矿、豫灵镇某万米平巷和东桐峪金矿的灰岩、大理岩巷道掘进,成功控制了岩爆飞石.巷道穿过无岩爆倾向的岩石,如煌斑岩时,尽管不会发生岩爆,但是将它们的钻孔间距、钻孔深度较岩爆倾向地段增大0.5~1.0 m并类似孔底爆破,可以确保支承压力持续向围岩深部转移或部分释放,避免巷帮因应力集中而发生开裂或片帮.

关键词：采矿工程岩爆控制支承压力爆破卸压钻孔卸压钻孔爆破卸压数值模拟

爆破卸压关键参数对冲击危险性变化趋势的影响规律

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煤矿开采 2012年第1期17卷 79-82页

作者：吴玉文王书文神华集团新街能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采设计研究分院北京100013

从无限煤岩体内爆破后的静态效果角度研究了爆破卸压对冲击危险性变化趋势的影响规律。利用数值模拟手段,重点分析了保护带宽度b和炮孔俯角θ对巷道冲击危险性变化趋势的影响规律。结果表明,b值的合理范围应使卸压侧巷帮呈现小"内峰"、... 详细信息

从无限煤岩体内爆破后的静态效果角度研究了爆破卸压对冲击危险性变化趋势的影响规律。利用数值模拟手段,重点分析了保护带宽度b和炮孔俯角θ对巷道冲击危险性变化趋势的影响规律。结果表明,b值的合理范围应使卸压侧巷帮呈现小"内峰"、大"外峰"的应力分布状态,其他取值均不利于巷道冲击危险性的降低。爆破孔的俯角θ决定着帮部和底板的卸压效果消长关系。

关键词：爆破卸压冲击地压影响因素底板

爆破卸压技术在深部煤层防治冲击地压中的应用

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中国煤炭 2015年第12期41卷 53-56页

作者：宋焕虎魏辉开滦(集团)有限责任公司唐山矿业分公司河北省唐山市063000 山东科技大学矿业与安全工程学院山东省青岛市266000

以唐山矿Y484工作面为例,采用爆破卸压技术对巷道进行了冲击地压防治技术的研究。在对工作面具体地质条件及冲击倾向性分析的基础上,研究了爆破前后工作面上覆岩层的应力分布情况,并结合RFPA数值模拟对比爆破卸压前后煤体的集中应力分... 详细信息

以唐山矿Y484工作面为例,采用爆破卸压技术对巷道进行了冲击地压防治技术的研究。在对工作面具体地质条件及冲击倾向性分析的基础上,研究了爆破前后工作面上覆岩层的应力分布情况,并结合RFPA数值模拟对比爆破卸压前后煤体的集中应力分布和能量转移范围。试验证明爆破卸压使煤体应力峰值向煤体深部转移了10 m左右,降低了巷道煤壁侧的冲击地压危险。并在工作面成功应用了爆破卸压技术,取得了较好的卸压效果。

关键词：深部巷道爆破卸压 RFPA数值模拟冲击地压防治