高瓦斯矿井岩石巷道爆破掘进试验研究

摘要

岩石巷道爆破掘进是煤矿生产的主要环节，爆破质量的好坏和效率的高低不仅是生产技术上的要求，也是提高煤矿生产效益的关键所在。而目前我国高瓦斯煤矿岩巷掘进在整体上仍表现为速度慢、工效低，影响了煤炭生产的合理接续，使新井建设和生产矿井开拓工程工期加长。因此，不断提高岩巷掘进速度，对加速煤矿建设、保持采掘平衡具有非常重要的意义。 本文以四川广能集团李子垭煤业公司岩石巷道爆破掘进为研究目标，对国内外相关领域的理论和技术发展进行了论述，从整体上对巷道爆破掘进技术及其相关参数做了系统的研究。从理论上为进一步研究岩巷快速掘进爆破技术提供最基本的科学依据。 在基本理论和针对该矿原有岩巷施工过程进行现场调查的基础上，通过对坚硬岩石巷道钻爆工艺的试验研究，对凿岩设备进行了优化选择，确定了采用YT28型凿岩机和柱齿形钎头代替原有的7655型和一字形钎头，提高了凿岩速度。从岩石的具体物理力学性能、煤矿许用炸药和电雷管的性能以及掏槽方式、爆破技术参数对掘进效率与进尺的影响等出发，针对不同的巷道类型和工程地质情况，设计了合理的掏槽方式，提出爆破方案。通过多次现场试验和技术参数优化，最终确定了最佳的爆破参数和技术方案，对于小断面岩巷，采用了加强孔——锥形掏槽方式；对于较大断面的18皮带转运上山采用了加强孔——楔形掏槽方式，现场试验均取得了令人满满意的效果。 在岩石巷道爆破设计和现场试验中，由于爆破理论方面的不完善，各种影响因素间还无法给出定量的分析情况，导致爆破参数存在着一定的灰度，爆破参数选取和爆破效果评价指标存在一定差异，针对这种情况，本文在18皮带转运上山岩石岩石巷道的爆破试验中，对文中提出的三种掏槽爆破方式，运用灰色系统中的多目标灰局决策理论提出了基于灰色理论的爆破掏槽方案优化方法，利用数据之间的数量关系揭示其内在的联系和制约的规律，在有限的现场爆破试验中科学地确定了岩石巷道掏槽爆破的最忧方案。该方法同样适用于其他矿井的岩巷爆破方案优选。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及关于论文使用授权的说明

引言

1文献综述

1.1岩石巷道爆破技术概述

1.1.1光面爆破技术

1.1.2岩石定向断裂控制爆破技术

1.1.3预裂爆破技术

1.1.4微差爆破技术

1.2国内高瓦斯煤矿巷道爆破掘技术的发展

1.2.1煤矿许可炸药的现状与发展

1.2.2煤矿许可雷管的特点

1.2.3掘进爆破技术进展

1.3国外巷道(隧道)掘进新技术

1.3.1新型起爆系统

1.3.2机械化装药技术

1.3.3连续钻爆技术

1.3.4等离子爆破技术

1.4选题背景及意义

1.4.1选题背景

1.4.2意义

1.5研究内容与方法

2岩巷掘进爆破设计

2.1爆破参数的确定

2.1.1单位炸药消耗量

2.1.2炮眼直径

2.1.3炮眼深度

2.1.4炮眼数目

2.2装药结构

2.2.1正向装药和反向装药

2.2.2耦合装药和不耦合装药

2.3炮眼的堵塞

2.4起爆方法

3小断面硬岩巷道爆破掘进的试验研究

3.1四川广能集团李子垭煤矿工程地质概况

3.1.1矿山地质

3.1.2水文地质特征

3.2小断面岩石巷道掘进持续术工艺现状

3.2.1工程地质条件

3.2.2掏槽方式及设备使用

3.2.3原掘进班统计分析

3.2.4原施工工艺技术参数评价

3.3小断面岩巷钻爆工艺优化研究

3.3.1凿岩设备的选用

3.3.2炸药的选定

3.3.3掏槽眼装药方式的选定

3.4掏槽方式的机理分析、设计与试验

3.4.1锥形掏槽孔成缝机理分析

3.4.2采用锥形掏槽增加掏槽深度的可行性分析

3.4.3锥形掏槽设计与现场试验

3.4.4现场试验与分析

3.4.5方案改进与试验

3.5小断面岩石巷道爆破设计与现场试验

3.5.1爆破方案设计

3.5.2现场试验与分析

3.6经济技术评价

3.7本章小结

4 18皮带转运上山硬岩巷道爆破掘进技术

4.1工程地质条件

4.2 18皮带转运上山岩石巷爆破掘进工艺现状调查

4.3巷道掘进掏槽技术

4.3.1适用于硬岩的掏槽爆破

4.4基于灰色理论的岩石巷道掏槽爆破方案决策研究

4.4.1传统爆破方案设计存在的问题

4.4.2岩石巷道爆破中的灰色问题

4.4.3灰色系统中多目标灰局势决策的数学模型

4.5灰色决策确定爆破方案方法的构建

4.6掏槽爆破优化分析

4.6.1掏槽爆破事件及其对策的确定

4.6.2掏槽爆破效果评价指标的确定

4.6.3掏槽方式优化分析

4.7 18皮带巷硬岩巷道爆破掘进设计与试验

4.7.1爆破参数设计

4.7.2爆破掘进的现场试验

4.7.3试验结果比较与分析

4.8技术经济评价

4.9本章小结

结论

参考文献

在学研究成果

致谢