下载文档原格式
水压爆破技术在隧道掘进施工中的运用 摘要：在隧道施工中，水压爆破技术是一种国家级的施工方法。爆破孔采用专用水袋和爆破泥浆封堵，以水为介质，保证炸药在传播过程中不损失能量，提高炸药的使用效率。减少炸药用量，避免爆破过程中的噪声污染和粉尘污染。液压爆破技术在隧道施工中的应用，大大提高了隧道施工的效益。因此，深入研究水工爆破技术在隧道施工中的应用模式具有十分重要的意义。
关键词：水压爆破技术；隧道掘进施工；运用 1水压爆破基本原理 水工隧洞爆破施工中，一定量的水必须注入洞口的某一部位，然后用砂浆机进行回填。水的压缩性低，热损失小。因此，在爆破过程中几乎不损失爆破能量，可以降低炸药的消耗。此外，在水的冲击作用下，高压水煤气爆炸会产生巨大冲击，形成水楔。水楔具有楔形效应，可以促进裂纹的连续扩展，保证断裂件的扩展均匀性。另外，在高温高压环境下，隧道内的水是雾化的，可以有效地吸收爆破过程中产生的大量有毒有害气体和粉尘，避免对施工周边生态环境造成不利影响。
2隧道掘进水压爆破初始研发历程 2.1露天深孔水压爆破 隧道液压爆破起源于深孔液压爆破。以往深孔爆破采用的是露天钻机。钻孔被岩屑或土堤堵塞。有两种慢性病：有效炸药能量利用不足和严重的环境污染。因此，何光毅教授成功地研制出深孔水压爆破技术。所谓“露天深孔液压爆破”，就是改变露天深孔爆破装药结构。其创新点是将土质填料改为堵塞爆破孔，堵塞水土复合爆破孔。水土保持阻塞深度为1:1。先用水回填爆破孔，然后用土回填爆破孔，回填至最小炮孔深度约0.5m，空载注水。深孔液压爆破是1995年为原铁道部科技攻关项目研制的。经过两年的研究，特别是实际应用，1997年通过了部门评价。几乎所有国内知名爆破专家和教授都参加了评估会议，并给予了非常客观和高度的评价——“国内外首创”。
2.2隧道掘进水压爆破技术理论 在深孔液压爆破技术研究开发成功后，何光毅教授认为，液压爆破可用于大直径垂直钻孔。因此，可以对水平钻孔和小直径钻孔进行液压爆破。因此，1998年“隧道掘进液压爆破技术”被原中国铁路建设总公司批准研发。在隧道水工爆破研究开发初期，为了给研究提供有力的理论支持，与山西理工大学合作进行了模拟变形试验。变形试验结果表明，井底切向拉伸变形的水力爆破比常规爆破提高13%，井底切向拉伸变形增加7%，井底切向拉伸变形增加34%。切向变形，即切向拉伸变形越大，围岩破坏越严重，水力爆破的切向拉伸变形越大，即水力爆破中没有或少有爆破根。围岩破坏率高，原因不多。变形试验表明，虽然水工隧洞爆破有一定的理论依据，但理论分析必须通过实际爆破效果进行验证。因此，2002年初在渝怀铁路高乐山隧道进行了水工爆破应用试验。
142021年第4期深孔爆破切顶卸压护巷技术在迎采动掘巷中的应用赵树丰（西山煤电吕梁德威公司，山西 太原 030022）摘 要 为解决迎采动掘巷大变形的难题，以官地矿22610综采工作面为研究对象，在分析了采空区侧向煤体内支承压力基础上，采用深孔爆破切顶卸压护巷技术，达到改善煤柱应力环境、控制工作面隅角悬顶的作用。
工程应用效果表明：采用该技术后，工作面支架后垮落充分，无悬顶，相邻迎采动掘巷变形量均在使用要求范围之内，取得良好效果。
关键词 采动；爆破；切顶中图分类号 TD322+.5 文献标识码B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2021.04.006Application of Deep Hole Blasting Roof Cutting and Pressure Relief Technologyin Roadway ExcavationZhao Shufeng( Xishan Coal Power Lvliang Dewei Company, Shanxi Taiyuan 030022)Abstract : In order to solve the problem of large deformation of driving roadway in face of mining, taking the 22610 fully mechanized working face of Guandi Mine as the research object, based on the analysis of lateral abutment pressure in goaf, the deep hole blasting roof cutting and pressure relief technology is adopted to improve the stress environment of coal pillar and control the corner hanging roof of working face. The engineering application results show that after using this technology, the support of the working face collapses fully, there is no hanging roof, and the deformation of the adjacent driving roadway is within the scope of the use requirements, and good results are achieved.Key words : mining; blast; top cutting收稿日期 2020-11-17作者简介 赵树丰（1969—），男，山西汾阳人，2017年1月毕业于重庆大学采矿工程专业，采煤工程师，主要从事采煤技术管理工作。
巷道快速掘进防治煤与瓦斯突出技术的研究中国地质大学（北京）平煤集团十矿目录深孔控制松动爆破防治煤与瓦斯突出技术的理论研究 (3)前言 (3)1 深孔控制松动爆破成缝机理 (3)爆炸应力波的作用机理 (3)爆生气体作用及贯通裂隙形成条件 (4)控制孔的应力散布 (5)2 深孔控制松动爆破参数设计 (8)孔径的选择 (8)火药选择 (9)装药方式 (9)爆破孔与控制孔间距选择 (9)爆破孔和控制孔的设计参数 (13)大直径钻孔预测煤与瓦斯突出技术的理论研究 (15)3 钻屑量（钻屑倍率）的理论分析 (15)钻屑量（钻屑倍率）的理论推导 (15)影响钻屑因素的分析 (19)工程应用的评价 (19)4 钻屑解吸指标的理论分析 (20)儓᠄牦儤堁卅䉁◶閔撀解䐸腌怐框⒡H相同。
4,扩散臀喃 (21)"0巄䁜面蒻塐瓦䖤䶌凘氄体动䂙嬦模喋 (27)5"2 ᒳ䭔擆斏涌出䈝速度的分➐结暜 (28)深孔控制松动爆破防治煤与瓦斯突出技术的理论研究前言深孔控制预裂爆破技术是由松动爆破和控制孔组合形成的一种防治煤与瓦斯突出的技术，其特点是在爆破孔周围增加辅助自由面（控制孔）进行爆破，提高爆破孔产生松动（裂隙）范围的一种增透方式；在其产生煤层裂隙进程中，既不同于一般的预裂爆破又不同于松动爆破。
它是由爆炸压力波、爆生气体和瓦斯压力一路作用煤体的结果，因此在研究深孔控制预裂爆破防治煤与瓦斯突出技术前，研究清楚其作用机理，对实际防治煤与瓦斯突出具有很重大的指导意义。
1 深孔控制松动爆破成缝机理爆炸应力波的作用机理在煤壁中，火药在炮孔内爆炸，产生强冲击波和大量高温、高压爆生气体。
由于爆炸压力远远超过煤的动抗压强度，使孔半径1～3倍范围内的煤体被强烈紧缩、粉碎，形成紧缩粉碎区，或称爆破近区；在该区有相当一部份爆炸能量消耗在对煤体的过度破碎上；然后，冲击波以应力波形式向煤体深部传播。
在应力波作用下，煤体质点产生径向位移，由此在靠近紧缩粉碎区的煤体中产生径向紧缩和切向拉伸。
钻孔预裂爆破控制卸压防突技术研究应用由于平宝公司首山一矿煤层埋藏深，瓦斯含量、压力大，煤层赋存不稳定，地质构造复杂，地应力大，煤与瓦斯突出及冲击地压危险性很大，已成为目前首山一矿矿井安全生产的主要问题，严重制约着矿井安全、健康、高效发展，同时直接危及职工的生命安全。
解决突出及冲击地压问题对于首山一矿有着重大的意义。
标签：预裂爆破；控制卸压；抽放效果；防突及冲击地压一、实验应用地点情况己15—12010机巷位于首山一矿己二采区上部，采面西邻-600m轨道石门、己二采区运输下山及己二采区上部回风巷，东至高沟逆断层附近，北面紧邻白石山背斜，南面尚未开采，对应地面村庄位置为孙湾、高沟。
该工作面标高为：-660m～-680m，埋藏深度790m—810m之间。
己15—12010采面上部戊9.10煤层未开采，下部1～6米处为己16-17煤层。
煤层及顶、底板情况：该工作面所采煤层为己15煤层，煤层结构单一，厚度一般在2.91～4.71 m，平均3.50 m，该工作面紧邻白石山背斜，煤层倾角变化较大，在白石山背斜轴部坡度较平缓，几乎在0°左右，在机巷里段坡度较大，一般为11°左右。
煤层直接顶板大部为中厚-厚层状泥岩、砂质泥岩,局部为中厚层状细粒砂岩,厚度0.62～9.60m，一般3～6m，因己15－12010采面紧邻白石山背斜轴，断层裂隙发育，顶板岩石破碎，岩体完整性差，大部为Ⅲ～Ⅳ类,局部为Ⅱ类。
直接底板大部为泥岩、砂质泥岩，厚度0～5.50m，一般0.50～4.0m，平均3.43m，局部为细粒砂岩，厚度0～7.00m，平均厚4.63m，底板饱和抗压强度平均为20.7MPa，属松软类底板。
工作面采用锚杆、锚索、金属网、W型钢带联合支护。
三三布置。
煤层瓦斯含量和压力非常大，己15煤层瓦斯压力为2.1MPa、煤层瓦斯含量为17.5m3/t。
另外矿在建井期间，分别于2006年3月1日、2006年8月1日在己16-17和戊9-10煤层发生两次瓦斯动力现象。
深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术摘要：目前我国煤矿开采逐步从浅埋深煤层向深部转移。
在进行深部煤层开采过程中,覆岩除了承担比浅部煤层更高的自重应力外,其初始应力也有了较大幅度的增大,复杂的地应力对巷道围岩稳定性影响十分严重。
针对深部掘进巷道采用大直径钻孔卸压防治冲击地压存在卸压强度低、卸压不及时、劳动强度大等问题，提出了爆破卸压治理方案，通过工程实践，有效控制了巷道围岩变形。
本文主要对深部掘进巷道爆破卸压防治冲击地压技术进行分析，仅供参考。
关键词：深部掘进巷道；爆破卸压；冲击地压技术引言我国煤矿冲击地压灾害85%发生在回采巷道，破坏性强、危害性大，主要原因是巷道近场高应力区煤岩体所受载荷超过其强度极限，积聚的弹性应变能瞬间释放导致巷道剧烈破坏。
爆破卸压通过主动致裂煤层避免高集中应力形成，具有卸压及时、卸压强度大及对地质条件适应性强等优势，可快速、有效降低煤层应力集中程度。
1爆破卸压减冲作用及对巷道支护的损伤效应分析1．1煤层爆破卸压现场试验为研究煤层爆破卸压减冲效果及对巷道支护的损伤效应，矿开展了井下试验研究。
采用不同的装药量、不同钻孔深度在巷道两帮煤层中进行爆破试验，评判煤层爆破卸压效果，分析煤层爆破对锚杆工作阻力、巷道围岩结构等的影响。
爆破前，局部巷道浅部围岩裂隙区宽度已经大于支护结构宽度，说明现有支护水平已经不能够较好控制巷道围岩的裂隙发育，巷道围岩稳定性较低。
爆破后，巷道浅部围岩裂隙区的宽度进一步增大，巷道围岩的整体性进一步降低，试验区域内围岩不稳定性升高。
1.2爆破卸压的减冲作用煤层爆破卸压的减冲作用表现在以下3个方面:（1）增塑。
相比于完整煤体的脆性破坏，爆破后的煤体由于径向裂隙的存在，整体结构发生改变，强度降低，变形特性呈现明显“塑化”特征，导致煤的冲击倾向性大幅减弱。
（2）降载。
巷道帮部应力峰值区是冲击地压高危区域，在该区域爆破后，巷帮集中应力峰值减小，峰值点向巷旁外侧转移，分布形态由单峰变为低双峰分布。
深孔松动爆破防突技术在五凤矿的应用郭天亮(河南煤化集团永煤公司永贵能源，贵州贵阳550081)摘要该文介绍了深孔松动爆破技术在永贵五凤矿掘进工作面施工中的防突应用情况，通过实践形成了一套完整技术参数，为其他矿井的应用提供借鉴。
关键词防突措施深孔松动爆破技术参数中图分类号TD713+．3文献标识码CDeep hole loose blasting technique for outburst prevention in Wufeng mineGuo Tian－liang（Henan Coal Chemical Industry Group Co．，Ltd Yongcheng coal company YG energy，Guiyang，Guizhou550081，China）Abstract That paper introduces the deep hole loose blasting technology in mine heading face of YG Wufeng construction of outburst prevention applica-tion，through the practice of form a complete set of technical parameters，the application of reference for other mine．Key words outburst prevention measures deep hole loose blasting technical parameters永贵五凤矿1614上顺掘进工作面位于中一采区南部，东西向条带布置，设计沿6中煤层顶板掘进。
工作面北为设计中的1612工作面，南为1614工作面，东起1614运输联络巷，西至无煤带。
工作面设计走向长650m，煤层底板高程为+1459．5 +1520m。
高速公路既有线扩堑深孔水压爆破技术的应用黄梦昌;文昌盛;周富华;牛红梅【摘要】高速公路改扩建工程扩堑石方爆破需对爆破振动、爆破飞石、滚石进行严格控制,保证既有公路正常通行,施工难度较大.文章依托桂海高速公路改扩建工程,采用了高陡边坡无预留隔墙、无钢管排架防护的深孔水压爆破技术,实现了爆破的岩石松动破碎而不飞散,确保了既有线公路的行车安全及交通通畅.【期刊名称】《西部交通科技》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P1-4)【关键词】高速公路既有线;改扩建工程;扩堑;深孔水压爆破;交通通畅【作者】黄梦昌;文昌盛;周富华;牛红梅【作者单位】广西交通科学研究院,广西南宁530007;广西交通科学研究院,广西南宁530007;广西交通科学研究院,广西南宁530007;广西交通科学研究院,广西南宁530007【正文语种】中文【中图分类】U415.6随着广西区域经济的快速发展，人流、物流骤增，部分高速公路需扩堑开挖进行路基拓宽，以提高通行能力。
扩堑石方爆破开挖施工进度快、成本低，但由于高能量、强冲击作用也带来一些安全灾害效应如飞石、地震波、损伤稳定边坡岩体等，同时爆破作业必须确保既有线的行车安全及交通通畅、公路附属设施的安全，施工难度大增。
目前，针对复杂条件下高速公路既有线扩堑爆破施工中的安全控制技术，尚在发展探索中。
本文通过桂海高速公路改扩建工程高陡边坡扩堑爆破开挖实践，介绍深孔水压爆破技术的应用情况。
桂海高速公路改扩建工程划分为两个项目实施，分别为桂林至南宁高速公路改扩建工程和沿海高速公路改扩建工程，改扩建方式以两侧拼宽为主，局部路段单侧拼宽。
沿线路堑总开挖高度为12～40 m，分2～5层，每层台阶高度为6～8 m，扩堑开挖宽度约8～24 m。
边坡设计坡比为1∶0.3。
典型开挖断面见图1。
改扩建跨越区段长、开挖边坡高陡，既有线行车密度大、车速快、影响广，爆破作业需确保安全施工，满足“边施工、边通车、不堵车”的要求。
255为保证巷道稳定性，许多煤矿采用增大护巷煤柱的方法进行支护，这使得煤炭资源浪费较为严重，为了解决坚硬顶板问题，众多学者对其进行治理研究，目前针对坚硬顶板问题主要的治理措施有：爆破切顶卸压、水力切顶卸压、静力切顶卸压，每种切顶卸压方法具有各自的优势，爆破切顶卸压作为最为常见的卸压方式，其具备操作简单、施工方便的优点，但普通爆破过程中，爆炸能量向四周扩散，爆轰压力均匀施加于炮孔壁，使得大部分能量直接作用于破碎岩体，造成破碎区范围深度浅、范围广的现象，未能达到理想效果[1]。
因此本文以镇城底矿22208工作面为工程背景，基于传统爆破采用聚能爆破切顶卸压，有效解决了传统爆破卸压存在的不足，为矿井坚硬顶板问题的解决提供参考。
1 矿井概况西山镇城底矿位于古交矿区西部，井田面积23.8km 2，资源储量2.3亿吨，设计生产能力190万t/a。
22208工作面四周为未开采煤层，工作面的走向长度为320m，主采煤层为山西组2#煤层，煤层厚度为2.47m-3.8m，煤层平均厚度为3.5m，煤层的平均倾角为4.5°，煤层整体较为稳定。
工作面埋深较浅，整体岩性较为坚硬，顶板管理难度较大，为了保障工作面的安全开采，需要对工作面顶板进行治理，在经过充分考虑后选定采用聚能爆破切顶卸压技术。
2 聚能爆破切顶卸压及数值模拟聚能爆破是指在传统爆破的基础上，按照人为设定使得爆破能量沿着指定方向流通，在顶板位置形成聚能流，将聚能流集中在预先设定的方向上，此时聚能爆破能源传播则会具备传统爆破不具备的定向性，有效的减小了粉碎区的半径，使得顶板沿着指定方向进一步发育，有效增加裂隙发育区，实现顶板定向断裂，达到切顶卸压的目的。
为了实现聚能爆破效果的最佳化，对聚能爆破的参数进行优化研究。
对聚能爆破切顶卸压参数进行研究，根据前人研究可知，炸药爆破产生的冲击波和爆轰气体共同作用于岩石。
在外力的作用下，此时岩石岩石裂纹发育、扩展。
而冲击波在岩体裂隙扩展过程中起到促进裂隙发育的作用。
