坚硬顶板复合爆破定向造缝技术及工程应用
于斌1
邰阳1
李勇1
匡铁军2
张文阳1
孟祥斌1
1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 4000442.晋能控股集团有限责任公司技术中心,山西大同 037000
摘要：造缝切顶是改变坚硬岩层破断运移规律,进而控制采场强矿压的有效手段.为了实现定向、弱扰动、大间距的造缝切顶,开发了 一种坚硬顶板复合爆破定向造缝技术.在系统性的介绍该技术关键设备——高能射孔枪的结构组成的基础上,分析了复合爆破定向造缝切顶的工艺流程;基于AUTODYN数值计算软件,阐明了基于聚能射流和高压劈裂的复合爆破定向成缝机制;采用LS-DYNA软件构建了聚能射流及高压劈裂数值模型,优化了射孔弹尺寸及助推剂用量;开展了坚硬顶板复合爆破定向造缝地面实验,揭示了相邻孔间裂缝扩展延伸特征,验证了射孔弹尺寸和助推剂用量的合理性;在塔山煤矿8311工作面进行了坚硬顶板复合爆破造缝切顶工业实验,监测了8311工作面推进过程中2312临空巷道煤柱不同深度的垂直应力峰值,得出如下结论:① 复合爆破技术定向造缝机制是聚能射流冲击岩石侵彻面上形成的压力远大于岩石的强度,造成岩石发生破碎,形成定向孔道;二次爆燃产生的高压气体进入射孔孔道内,在"气楔"作用下沿着孔道形成连续平整的裂隙面.②在射孔弹口径为40 mm、助推剂为4片时,复合爆破定向造缝技术可以实现1.5 m钻孔间距下中粒砂岩层劈裂.③现场实测表明,在采用复合爆破定向造缝技术后临空巷道煤柱的垂直应力峰值平均降低31％,有效的控制了巷道矿压.
关键词：坚硬顶板复合爆破造缝切顶强矿压
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52204127)重庆市科学家包干制资助项目(CSTC2022YCJH-BGZXM0005)中国博士后基金面上资助项目(2021M700595)
论文发表日期：2023-01-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 126-138 )
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