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岩石巷道“多阶段”掏槽技术及应用研究 被引量：40
1
作者 张召冉 杨仁树 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期551-559,共9页
岩巷掘进速度的关键在掏槽,针对现阶段直眼和楔形掏槽技术的特点,克服深孔掏槽爆破效果差的难题,研发多阶段掏槽技术,以二阶二段为对象进行成腔理论分析,二阶二段掏槽将传统掏槽一次爆破变换为一深一浅两次爆破,改变了掏槽区炸药能量释... 岩巷掘进速度的关键在掏槽,针对现阶段直眼和楔形掏槽技术的特点,克服深孔掏槽爆破效果差的难题,研发多阶段掏槽技术,以二阶二段为对象进行成腔理论分析,二阶二段掏槽将传统掏槽一次爆破变换为一深一浅两次爆破,改变了掏槽区炸药能量释放的顺序,二阶掏槽夹制力变小,同时中心孔的预裂作用有利于提高二阶掏槽孔的爆破效果;通过模型分析得到掏槽成腔阻力和动力公式,确定槽腔形成应该满足的条件,并从掏槽成腔克服腔壁摩擦阻力和抗拉阻力角度,分析得到一阶掏槽和中心孔先爆破更有利于爆破成腔;建立一阶和二阶掏槽的体积关系公式,确定二阶二段掏槽参数确定公式,提出不同岩性条件下掏槽参数的取值范围,为确定掏槽参数提供参考。工程实践表明,二阶二段掏槽在爆破进尺、炮孔利用率等参数方面明显优于普通的楔形掏槽技术,具有良好的适用性。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石巷道 爆破 二阶二段 掏槽技术
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岩巷二阶二段掏槽破岩机制与试验研究 被引量：15
2
作者 张召冉 丁晨曦 +4 位作者 左进京 陈程 范军平 朱景滟 赵志伟 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期93-104,共12页
为研究二阶二段掏槽技术破岩机制和技术优势,应用数值模拟对比研究二阶二段掏槽和普通楔形掏槽的应力波传播、有效应力峰值和岩石破坏形式,开展实验室试验和现场试验分析2种掏槽技术的优劣。研究结果表明:2种掏槽技术均具有2次应力峰值... 为研究二阶二段掏槽技术破岩机制和技术优势,应用数值模拟对比研究二阶二段掏槽和普通楔形掏槽的应力波传播、有效应力峰值和岩石破坏形式,开展实验室试验和现场试验分析2种掏槽技术的优劣。研究结果表明:2种掏槽技术均具有2次应力峰值,但掏槽区炸药能量释放顺序不同,导致掏槽破岩机制存在明显差异。普通楔形掏槽一次应力峰值是掏槽孔爆破产生的,以"压缩"破岩为主,二次应力峰值由中心孔爆破形成,以"压缩"破坏槽腔底部岩石为主,并"抛掷"破碎的岩石;二阶二段掏槽一次应力峰值由中心孔爆破产生,以"压缩"破岩为主,形成预裂区,二次应力峰值由掏槽孔爆破产生,以"压缩"破岩为主,辅以新自由面的"拉伸"破岩,形成压(碎)裂区和拉伸破坏区,与预裂区构成"三区"耦合破坏。模型试验和数值模拟均表明,普通楔形掏槽槽腔形状近似"喇叭口"状,破裂面与炮孔走向成30°,而二阶二段掏槽近似"棱台"状,破裂面与炮孔走向成0°;模型试验和工程实践表明,二阶二段掏槽技术在爆破进尺、炮孔利用率、大块率等指标方面明显优于普通楔形掏槽技术,具有良好的适用性。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石巷道 爆破 二阶二段 数值模拟 掏槽
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煤矿岩巷爆破掘进炮孔密度优化研究 被引量：13
3
作者 杨仁树 王越 林志博 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期183-191,共9页
岩巷掘进工作面的炮孔密度(全断面炮孔数与断面面积之比)很大程度上影响了凿岩工作量和爆破效果,为了实现岩巷的快速掘进,需要对岩巷爆破的掏槽结构和其他爆破参数进行优化,在保证爆破循环进尺和巷道周边成型质量的基础上减少全断面炮... 岩巷掘进工作面的炮孔密度(全断面炮孔数与断面面积之比)很大程度上影响了凿岩工作量和爆破效果,为了实现岩巷的快速掘进,需要对岩巷爆破的掏槽结构和其他爆破参数进行优化,在保证爆破循环进尺和巷道周边成型质量的基础上减少全断面炮孔数目,降低炮孔密度。根据在岩巷爆破掘进现场收集的资料,建立岩巷掘进爆破参数数据库,其中包含施工时间、矿区位置、掏槽方式、岩石普氏系数、掘进断面面积、全断面炮孔数目、炮孔深度、炸药单耗和炮孔利用率9个特征参数。通过对关键参数下的炮孔数目与断面面积进行线性拟合,得出关键参数在不同区间的炮孔密度变化规律,研究表明:大部分工程的炮孔密度约为5个/m^(2);炮孔密度与各参数具有一定相关性。其中,中深孔爆破的炮孔密度拟合值大于浅孔爆破;炸药单耗增大时,炮孔密度明显降低;炮孔利用率增大时,炮孔密度出现增大趋势;硬岩巷道的炮孔密度显著大于软岩;斜孔掏槽形式下的炮孔密度大于直孔掏槽的炮孔密度。炮孔密度较大是由于受到岩石破碎机理影响与爆破技术的限制,从而提出改进爆破技术,即采用二阶二段掏槽技术和周边孔切缝药包定向断裂控制技术。通过现场试验,发现同时采用二阶二段掏槽和周边孔切缝药包定向断裂控制技术既能够大幅降低炮孔密度,由5个/m^(2)降到4个/m^(2),还可以保证爆破效果。研究对提高我国煤矿岩巷的快速掘进水平具有参考价值。 展开更多
关键词 岩巷 爆破掘进 炮孔密度 参数优化 切缝药包 二阶二段
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井巷工程掏槽爆破新技术及应用 被引量：11
4
作者 杨仁树 王雁冰 +3 位作者 张召冉 左进京 郑昌达 李书萱 《中国科学基金》 CSSCI CSCD 北大核心 2022年第1期120-127,共8页
为缓解井巷掘进速度低而产生的“采掘失衡”矛盾,笔者及所在课题组提出了3种新型掏槽爆破方法,即“准楔形复式+超深”掏槽爆破、“二阶二段”掏槽爆破和孔内分段掏槽爆破。本文对3种新方法的技术要点和破岩机理进行系统全面的介绍,同时... 为缓解井巷掘进速度低而产生的“采掘失衡”矛盾,笔者及所在课题组提出了3种新型掏槽爆破方法,即“准楔形复式+超深”掏槽爆破、“二阶二段”掏槽爆破和孔内分段掏槽爆破。本文对3种新方法的技术要点和破岩机理进行系统全面的介绍,同时给出了应用实例。这3种掏槽爆破方法主要通过先裂后掏——Ⅰ段爆破为Ⅱ段爆破提供新的自由面、空间补偿以减小底部岩石夹制作用,或改变炸药能量分配——调整岩石的抗爆力与炸药破岩能力的匹配关系,从而降低孔底部岩石的夹制作用,增加岩石的破碎程度。在理论上较传统的掏槽爆破方法具有明显的优越性。工程应用案例也表明,掏槽爆破新方法改善了爆破效果,提高了掘进效率,实用性强。具有推广应用价值。 展开更多
关键词 井巷工程 掏槽爆破 超深 二阶二段 孔内分段
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竖井二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破技术及应用 被引量：3
5
作者 倪昊 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期65-71,共7页
针对竖井爆破施工的限制因素和炸药受控的问题,结合现有掏槽技术的特点,提出二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破技术。首先,介绍了二氧化碳爆破技术的原理和二氧化碳爆破器的结构;阐述了“二阶二段”筒形掏槽的核心思想,“二阶二段”是... 针对竖井爆破施工的限制因素和炸药受控的问题,结合现有掏槽技术的特点,提出二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破技术。首先,介绍了二氧化碳爆破技术的原理和二氧化碳爆破器的结构;阐述了“二阶二段”筒形掏槽的核心思想,“二阶二段”是指从“时空”两个维度对掏槽形式的一种描述,将掏槽区岩石分成深浅不同的2个台阶,掏槽孔的爆破顺序分成2个段别;同时掏槽孔布置成内外2圈直径不同的双圆筒形状,在掏槽圈的中心布置1个空孔,一阶掏槽孔在内圈,二阶掏槽孔在外圈,一阶掏槽孔和二阶掏槽孔统一向中心孔倾斜一定的角度,所形成圆筒的顶面积大,底面积小,一阶掏槽孔先爆破,二阶掏槽孔后爆破。“二阶二段”筒形掏槽充分结合了“二阶二段”和筒形掏槽的各自优点,中心孔为爆破孔提供弱自由面和补偿空间,一阶掏槽孔和二阶掏槽孔围成双筒形,深浅结合、分段爆破,降低了二阶爆破时岩石的夹制力,有利于掏槽成腔,提升爆破效果。其次,分析了“二阶二段”筒形掏槽的成腔机制,推导了掏槽爆破的剪切阻力公式和爆破成腔的动力公式,确定了槽腔岩石在二氧化碳爆生气体的静作用下抛离槽腔所需要满足的基本条件。最后,通过对比炸药直眼掏槽爆破和二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破的现场应用效果,发现2种方式在循环进尺、炮孔利用率和掏槽腔体积的3项爆后指标上差值较小,进一步验证了二氧化碳“二阶二段”筒形掏槽爆破适用于竖井掘进,为竖井掏槽爆破提供了新的技术方式。 展开更多
关键词 竖井掘进 二氧化碳爆破 二阶二段 筒形掏槽 竖井爆破
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岩石巷道二阶二段掏槽爆破优化分析 被引量：5
6
作者 张渊通 汤文达 +2 位作者 郭盛华 康一强 王济祥 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第11期4273-4278,共6页
为了解决因矸石过大而导致出矸时间过长,进而影响整个巷道掘进的问题,基于应力波叠加原理和二阶二段掏槽技术,提出通过采用多阶段一次爆破的方式,对现有的爆破和施工参数设计进行优化,然后从分形的角度对爆堆进行分析。经过现场试验和... 为了解决因矸石过大而导致出矸时间过长,进而影响整个巷道掘进的问题,基于应力波叠加原理和二阶二段掏槽技术,提出通过采用多阶段一次爆破的方式,对现有的爆破和施工参数设计进行优化,然后从分形的角度对爆堆进行分析。经过现场试验和块度分析后发现:多阶段掏槽一次爆破可以有效地控制矸石粒级分布,平均块度直径减小了5 cm,矸石大块率明显降低,分形维数有所增加;大幅度缩减出矸时间和打眼装药时间,分别减少30、60 min;月循环进尺提高22.2%,有效地保障了硬岩巷道的掘进效率。 展开更多
关键词 二阶二段 应力波叠加 掏槽技术 分形维数
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二阶二段掏槽技术在岩巷掘进中的应用研究 被引量：3
7
作者 邓晓娇 赵志伟 +4 位作者 康一强 王越 林海 郭盛华 马文平 《中国矿业》 北大核心 2020年第11期112-117,共6页
为了解决阳煤一矿岩巷掘进中出现的炮孔利用率低、大块率高、抛渣距离远的问题,在岩巷掘进爆破施工中应用二阶二段掏槽技术。在分析了二阶二段掏槽破岩机理的基础上,依据炸药爆炸在岩石中形成粉碎区和裂隙区半径的计算式确定了一阶及二... 为了解决阳煤一矿岩巷掘进中出现的炮孔利用率低、大块率高、抛渣距离远的问题,在岩巷掘进爆破施工中应用二阶二段掏槽技术。在分析了二阶二段掏槽破岩机理的基础上,依据炸药爆炸在岩石中形成粉碎区和裂隙区半径的计算式确定了一阶及二阶掏槽孔口距、孔底距等二阶二段掏槽技术关键参数,并在现场进行应用。现场试验结果表明:与原方案相比,采用二阶二段掏槽技术后,炮孔利用率由81%提高到90%,大块率降低了72%,抛渣距离减小了29%,月进尺由60 m提高到90 m,提高了50%。应用效果表明二阶二段掏槽技术具有良好的适应性,并具有较高的技术经济效果,可为同类型巷道快速掘进提供借鉴。 展开更多
关键词 岩巷 二阶二段 掏槽参数 抛掷距离 大块率
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公路煤系地层隧道揭煤全岩断面爆破掏槽优化研究 被引量：4
8
作者 谢全敏 陈前峰 +2 位作者 周圣国 王智德 杨文东 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期77-87,共11页
全岩断面爆破掏槽好坏直接决定公路煤系地层隧道揭煤全岩断面爆破效果。通过理论分析确定了公路煤系地层隧道揭煤全岩断面掏槽形式为二阶二段掏槽,并分析了其爆破成腔力学机理。以某高速公路隧道为研究对象,基于理论计算,给出了煤系地... 全岩断面爆破掏槽好坏直接决定公路煤系地层隧道揭煤全岩断面爆破效果。通过理论分析确定了公路煤系地层隧道揭煤全岩断面掏槽形式为二阶二段掏槽,并分析了其爆破成腔力学机理。以某高速公路隧道为研究对象,基于理论计算,给出了煤系地层隧道揭煤全岩断面二阶二段掏槽技术参数。采用数值分析方法,建立了公路煤系地层隧道揭煤全岩断面二阶二段掏槽计算模型,对不同掏槽参数的掏槽效率和爆破振动效应进行了分析,得到了揭煤全岩断面最优掏槽参数为:中心孔装药直径32 mm,一阶孔垂深1.2 m,一阶孔倾角70°,二阶孔垂深2.4 m和二阶孔倾角75°。在其他掏槽参数不变的情况下,进行了一阶掏槽孔参数的现场爆破试验与测试,其结果为:一阶孔装药直径由32 mm增大到35 mm时,槽腔岩石破碎程度增大不明显,约为3.5%,但爆破振动速度增大显著,约为27.5%,不利于振动控制;一阶孔深度为由1.2 m增大到1.4 m时,爆破槽腔体积减小,约为12.5%,不利于槽腔形成;一阶掏槽孔倾角由70°增至75°后,掏槽效率降低,约为8.2%,不利于掏槽。现场爆破试验结果与理论研究结论一致。研究结果为该隧道全岩断面掏槽爆破设计提供了重要依据。 展开更多
关键词 隧道工程 煤系地层隧道 揭煤 全岩断面爆破 二阶二段掏槽 优化
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小断面岩巷钻爆法快速掘进技术及工艺 被引量：4
9
作者 张召冉 张之慧 +4 位作者 岳中文 郭盛华 阎小亮 马文平 刘国庆 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第36期15392-15399,共8页
针对小断面岩巷钻爆法掘进中存在的矸石抛掷距离远、大块率高、炮眼利用率低等问题,以阳煤一矿S 8208巷为背景,采用专家访谈和现场跟班调研方式确定了制约岩巷掘进速度的主要原因,在此基础上开展了针对性的掏槽爆破参数、支护参数、劳... 针对小断面岩巷钻爆法掘进中存在的矸石抛掷距离远、大块率高、炮眼利用率低等问题,以阳煤一矿S 8208巷为背景,采用专家访谈和现场跟班调研方式确定了制约岩巷掘进速度的主要原因,在此基础上开展了针对性的掏槽爆破参数、支护参数、劳动组织优化。采用二阶二段掏槽技术将矸石抛掷距离控制在15 m以内,炮眼利用率提高到92%,大块率显著降低;基于数值模拟技术和现场围岩收敛变形观测,优化支护参数,锚索支护工作量减少53%,同时保证了巷道的安全;采用“双十二”制的劳动作业形式,优化作业衔接,平行作业率提高至41.7%,实现了单班三循环,单班进尺最高5.2 m,平均单班进尺4.8 m,掘进速度最高达到251 m/月,平均掘进速度210 m/月,月进尺提高40%以上。实践结果表明:作业要求严苛条件下,二阶二段掏槽技术在进尺、抛掷距离等方面具有明显优势,辅以支护、劳动组织等优化,可以实现小断面岩巷钻爆法快速掘进,可为同类型岩巷掘进提供借鉴。 展开更多
关键词 岩巷 钻爆法 快速掘进 小断面 二阶二段掏槽技术
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