深埋底抽巷炮掘水间隔装药结构与炮眼布置优化

刘少伟^1,2，隋纪胜¹，贾后省¹，付孟雄¹，于　涛³，姚丙傲³

1. 河南理工大学 能源科学与工程学院

2. 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心

3. 河南省新郑煤电有限公司

摘　要：为了有效解决岩巷钻爆法施工单次循环进尺较短、掘进面超欠挖等问题，以赵家寨矿14206工作面底抽巷为工程背景，采用数值模拟方法，从有效应力、振速、岩石损伤以及掘进面爆破效果等角度出发，分析了不同装药结构下岩石破碎特征。研究表明，全长装药和水间隔不耦合柱状装药结构的破碎半径相同，均为60 cm；通过巷道全断面爆破数值计算，揭示了2种炮孔间距下岩石阶段性破坏的演化规律，结果表明内部掏槽孔和崩落孔的布置间距应小于炸药有效破碎半径。现场试验结果显示，优化后的装药结构，其炮孔利用率达90%，进尺深度由1.5 m提高至1.8 m，整体装药量下降了5%。

关键词：深埋岩巷；爆破掘进；装药结构；炮眼布置

基金项目：国家自然科学基金资助项目( 52074102 )

刘少伟，隋纪胜，贾后省，等. 深埋底抽巷炮掘水间隔装药结构与炮眼布置优化[J]. 采矿与岩层控制工程学报，2023，5( 6 )：063529.

LIU shaowei，SUI Ji sheng，JIA Hou sheng，et al. Optimisation of solid-hydraulic coupled charge structure and borehole arrangement in deep buried bottom draw lane gunnery[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering，2023，5( 6 )：063529.

深埋底抽巷炮掘水间隔装药结构与炮眼布置优化

1　底抽巷掘进面概况及存在问题

2　水间隔装药结构及爆破效果分析

　2.1　岩石爆破破碎机理

　2.2　单孔爆破计算模型构建及装药结构方案

　2.3　模型材料及本构方程

　2.4　爆破动态损伤特征

　2.5　应力传播特性分析

　2.6　爆破后围岩振动特征分析

3　底抽巷掘进面爆破数值模拟

　3.1　模拟方案

　3.2　模型构建

　3.3　爆破效果分析

　　3.3.1　方案1爆破效果分析

　　3.3.2　方案2爆破效果分析

4　工业性试验

5　结　论

　　作者简介：刘少伟，男，1977年3月生，中共党员，教授，博士。主要从事矿山压力与岩层控制方面的研究工作。

　　现任河南省特聘教授，河南省教科文卫体系统“示范性劳模和工匠人才创新工作室”负责人、中国岩石力学与工程学会软岩工程与深部灾害控制分会理事、中国煤炭工业技术委员会井工开采专业委员会委员。        

　　近年来在本领域出版学术专著3部、承担国家和省部级科研项目10余项、发表学术论文70余篇。曾获河南省政府特殊津贴专家、河南省学术技术带头人、河南省优秀教师、河南省文明教师、河南省优秀博士学位论文指导教师等荣誉称号。

　　E-mail：lswxll@126.com

　　《采矿与岩层控制工程学报》由康红普院士担任主编，中国煤炭科工集团有限公司主管，煤炭科学研究总院有限公司主办。双月刊，双月25日出刊。

　　《采矿与岩层控制工程学报》为中文核心期刊、中国科技核心期刊，并被高质量科技期刊分级目录、《世界期刊影响力指数（WJCI）报告（2021科技版）》目录收录。

2021年被Scopus数据库收录。

2022年入选“中国国际影响力优秀学术期刊”。

2023年入选“中国最具国际影响力学术期刊”。

　　《中国科技期刊引证报告（核心版）自然科学卷》2023版显示，《采矿与岩层控制工程学报》在“矿山工程技术”学科的25种核心期刊中，影响因子为2.735，学科排名第2。《中国学术期刊影响因子年报（自然科学与工程技术·2023版）》显示，《采矿与岩层控制工程学报》在“矿山工程技术”学科的75种期刊中，复合影响因子为5.102；期刊综合影响因子为3.908。

办刊宗旨：介绍采矿工程、矿山岩体力学与岩层控制工程及交叉学科领域的新理论、新方法、新技术、新成果，为推动采矿工程、岩体力学与岩层控制工程学科的发展，加强国内国际间的学术交流、人才培养和现代化建设服务。

刊登范围：采矿工程、工程岩体力学与岩层控制、绿色开采、智能开采等方向有较高学术水平和实用价值的最新研究理论与成果。

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