為了研究工作面切頂卸壓工程中深孔定向爆破割縫關(guān)鍵技術(shù),對焦煤集團多個工程地點的切頂卸壓工程進行了研究和分析,研究了雙向薄壁點狀聚能管、雙向常規(guī)點狀聚能管、雙向常規(guī)線狀聚能管及半圓形聚能管的特性,并確定了最優(yōu)聚能管形式,制作了加工模具。結(jié)果表明,聚能管定向預裂爆破,利用切縫管對能量的導向作用進行割縫,是目前比較適應焦煤集團地質(zhì)情況的深孔爆破定向割縫理論和方法,"雙向常規(guī)線狀聚能管"模具的研制,能夠有效解決加工改造聚能管的瓶頸問題,使用方便,操作簡單。工作面開切眼實施深孔預裂爆破后,開切眼產(chǎn)生大量裂隙,實現(xiàn)了頂板預裂的目的,有效地降低了綜采面基本頂初次來壓的強度,在工作面運輸巷實施的頂板預裂爆破工程,對采面壓力也產(chǎn)生了積極的影響。 

【文章來源】：能源與環(huán)保. 2020,42(11)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

定向預裂爆破分類

定向切縫管內(nèi)炸藥爆炸時,由于定向切縫管具有一定的厚度和強度,在爆炸瞬間表現(xiàn)出明顯的聚能效果。在非切縫處,爆轟產(chǎn)物直接沖擊切縫管表面,由于外殼密度大于爆轟波真面上產(chǎn)物的密度,且外殼的壓縮性一般小于爆轟產(chǎn)物的壓縮性,所以爆轟產(chǎn)物從該表面反射回來并產(chǎn)生反射沖擊波和少量透射波。透射波經(jīng)切縫外殼和外殼與壁孔之間的環(huán)形空間衰減后能量大大降低了切縫區(qū)域孔壁產(chǎn)生井型裂縫的可能性。而在切縫方向,爆轟產(chǎn)物直接沖擊空氣介質(zhì),在其中產(chǎn)生沖擊波,形成集中、高速、高壓射流定向作用于切縫方向的炮孔壁。若其沖量密度JD>JID(JID為被爆介質(zhì)的臨界沖量密度),會在炮孔壁上預先形成初始裂縫。而在切縫以外的其他方向上,定向切縫管給爆轟產(chǎn)物的飛散形成阻礙,使能量流進一步向切縫方向集中,一定程度上加劇了切縫方向的破壞作用。定向切縫爆破結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。在切縫方向初始定向裂紋形成之后,使炮孔壁周圍介質(zhì)內(nèi)形成應力松弛,也在一定程度上抑制了其他方向上裂紋的形成。同時在爆生氣體的準靜態(tài)應力場作用下,在初始裂紋尖端形成應力集中,當其動態(tài)應力強度因子超過介質(zhì)的動態(tài)斷裂韌性KIC時,裂紋便繼續(xù)擴展,介質(zhì)呈脆性斷裂。

根據(jù)以上分析,雙向常規(guī)線狀聚能管優(yōu)勢明顯,如果能克服其人工加工精度低的缺點,則其相比其他種類有較大優(yōu)勢。因此設計并加工了相關(guān)的模具,加工雙向常規(guī)線狀聚能管。 考慮到每根聚能管長2 m,且一端要留出100 mm的搭接長度,另一端要進行切割十字花以便進行搭接。因此,模具尺寸為長1 850 mm、寬100 mm、高50 mm。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn),當十字花切縫長度為120 mm時,能撐開足夠的空間以便搭接,因此另一端需留出150 mm的搭接長度,模具設計長度為1 850 mm。其平面結(jié)構(gòu)如圖3所示。具體操作流程為:①將抽放管放入模具內(nèi),一端與模具的B端對其,并使其被模具里的壓片彈簧壓緊。②用電鉆按照模具上已經(jīng)定好的2個孔位對B端鉆孔,之后用切割鋸沿著模具的邊沿在模具上的切割縫里對抽放管進行割縫。之后用手持切割機對A端進行十字花的切割,注意十字花的紋路要與爆破縫相互交錯,不能在一條直線上。③將A端推入模具,與模具對齊,用電鉆按照模具上的兩個定位孔對A端進行鉆孔。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]煤層深孔預裂爆破裂隙擴展機理與應用研究[D]. 王志亮.中國礦業(yè)大學（北京） 2010

碩士論文
[1]聚能爆破技術(shù)在水電站建基面水平預裂爆破中的應用研究[D]. 黃慶明.昆明理工大學 2010



本文編號：2992866