试论深孔松动爆破防止突出的效果
深孔松动爆破(9)
钻孔布置图
说明
• 图中1号孔、2号孔、3号孔均为致裂孔，其余为检验孔。0-1检验孔与最 近的3号致裂孔相距2．5m。可以认为在爆破致裂影响区之外，作为非致 裂孔考察。使用了改进的3#煤矿安全炸药爆破。装药密度为3Kg／m。每 孔的总装药量均为1．8 Kg。药筒直径为1100mm，长为6 0cm。为了防止 爆破后生成的裂纹重新闭合，在炸药周围充填了一薄层粗砂，作为支撑 剂。每孔均装三只同段毫秒雷管，沿药筒轴线等间距排列，大串联，同 时起爆。井下直接测得爆炸压力脉冲波形,见图。图中l号炮孔的压力脉 冲波形是使用了3#煤矿安全炸药,并在药卷周围充填了一薄层砂子作为支 撑剂的爆炸结果。该压力脉冲的上升时间很短，仅为4 6 μS,(一般炸药 引起的钻孔中压力脉冲上升时间是在几微秒到十几微秒范围内),由于砂 垫层的缓冲作用使该压力脉冲上升时间已延长了一些.从脉冲波形上可以 看出，压力脉冲衰减时间很短。第二和第三次试验，使用了改药性的的3 号煤矿安全炸药并调整了装药结构。从图所显示的第2号和第3号炮孔压 力与时间关系可以看出，波形中生成了二个宽广的平台．压力脉冲上升 时间和持续时间比1号孔的显著增大，压力峰值也显著降低。实测的爆炸 压力脉冲荷载的上升时间，峰值压力和持续时间均列在下表中。
① 深孔松动爆破的作用机理
• 深孔松动爆破的主要作用是，在巷道的压力集中区中，使用火药的爆炸 威力，人为地改变煤的力学性能，增加煤的裂隙，促使应力前移,原有的 集中压力区部分转变为卸压区.瓦斯压力降低，煤层瓦斯得以排放，工作 面前方卸压区域扩大，为煤巷的掘进创造较好的安全条件。一些矿井中 测试结果表明，上述设想在现实中是存在的。例如使用钻粉量间接测定 地应力的方法，测得深孔松动爆破前后钻粉量变化曲线见图由图可知， 松动爆破前，巷道前方的压力集中带位于巷道工作面前方4-6m处，而执 行深孔松动爆破后，巷道前方的压力集中带已移至12-14m处，将卸压带 的宽度由4米增至9-10m.当采用5m的超前距时，在卸压带中掘进煤巷就有 较好的安全
深孔控制松动爆破防突技术的研究方案
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。
紧邻老旧民房的深孔松动控制爆破技术
价值工程0引言随着国家综合实力的提升，高速公路的建设正在如火如荼的开展，而其中的石方施工慢慢成为制约工期的关键，特别是当施工周围环境特别复杂时，如何确保周围民房、农田的安全是石方爆破经常面临的问题。
根据现场实地调研，认真分析设计爆破参数，做好防护措施，是解决这一问题的关键。
中国中铁股份有限公司的唐开富[1]等人，以广州地铁十一号线南石路地铁站基坑钻爆开挖工程为背景，在周围环境复杂的情况下，利用预裂爆破振动控制技术，结合微差爆破网络成功的保护施工区周围的建筑物。
昇中建五局蔡向[2]等人利用孔外延时爆破技术增大了爆破规模，减少了爆破次数，结合浅孔、中深孔的施工方案，最终成功将南宁市蒲津路二期山体爆破。
1工程概况广西路桥工程集团有限公司承建的融水至河池高速公路二分部路线起于罗城县小长安镇守善村附近，连接一分部施工图设计桩号K25+057，终点于罗城县四把镇大新村附近，连接三分部施工图设计桩号K55+113，项目跨越1县3镇和数个村屯，沿线地方关系和情况错综复杂，主线全长28km 。
本文主要讨论的目标段为K53+900~K54+100地段。
1.1爆区环境及工程难点该地段爆破区域环境较为复杂，北偏东250m 左右有一个村庄，有大量古老破旧的土坯房，且这些土坯房正在使用，距离爆破区域150m 左右有一座村民祠堂，该祠堂为砖结构，北偏西方向520m 左右有一正在运营的省道，其他方向为使用的田地和荒山。
如何保证正在使用的老旧土坯房和距离过近的村民祠堂不受到爆破振动和飞石、滚石的影响，是本工程的一大难点。
1.2地质条件该区地层主要由石炭系、泥盆系碳酸盐岩灰岩、白云岩、硅质灰岩组成，除洼地及谷地中有薄薄的黏土覆盖外，其余基岩裸露，厚度随基岩变化。
爆区为石炭系大埔阶白云岩，中风化为主，局部表面有薄层强风化层，厚层~块状，与边坡关系为顺向斜交。
该边坡为岩质路基，为峰林谷地工程地质区。
具体爆破位置如图1所示。
2爆破施工方案设计由于K53+900~K54+100段东北侧靠近古老祠堂和老旧土胚房，为了确保爆破施工过程中对房屋的安全，不损害村民的田地，必须严格控制爆破振动大小与爆破飞石、滚石的影响。
防止煤与瓦斯突出的局部措施
防止煤与瓦斯突出的局部措施一、对局部防突措施的再认识防止突出措施一般分为两类：区域性防突措施和局部防突措施。
区域性防突措施的目的是消除煤层某一较大区域（如一个采空区）的突出危险性，其优点是在突出煤层开采前，预先采取防突措施。
该措施施工与突出危险区的采掘作业互不干扰，且防突效果优于局部措施，应优先选用。
局部防突措施的作用在于使工作面前方小范围煤体失去突出危险性，仅在预测有突出危险的采掘工作面应用，属于这类措施的局部预抽瓦斯、超前卸压排放瓦斯钻孔等。
实际上，局部防突措施对于每个突出矿井而言都是不可少的。
如对于主要运输巷布置在底板岩石中的矿井，为了开采上保护层，石门揭穿突出危险煤层就要用局部防突措施；又如采用顺层长钻孔大面积预抽煤层瓦斯措施，也必须采取局部防突措施掘进运输巷及回风巷。
同时，在采煤工作面遇见区域性措施效果不好的区域，也可作为补救措施。
二、普遍采用的局部措施（一）局部预抽瓦斯1.石门揭开在透气性较小的突出危险煤层、短时间内要求揭开（穿）的煤层以及有抽放系统的突出矿井，应优先采用预先抽放瓦斯防止突出措施。
此措施与排放钻孔措施的区别在于：后者是采用自然排放瓦斯，而前者是借助于机械真空泵（或矿井的抽放系统）所造成的负压抽取煤层中的瓦斯，这样一来就加快了煤层排放瓦斯的速度，并增加了钻孔有效影响半径。
石门揭开（穿）突出危险煤层采用预先抽放瓦斯防治突出措施应遵守下列要求：（1）煤层透气性较差，矿井有抽放设备或系统，并有足够的抽放时间（一般不应小于3个月）。
（2）抽放钻孔底应布置到石门轮廓线外3～5m的煤层内。
（3）抽放钻孔优先用孔径75～100mm。
（4）抽放有效影响半径一般采用1～1.5m。
（5）石门揭开（穿）突出煤层前必须用工作面预测方法，对措施效果进行检验，或用预抽率判断煤层预抽效果。
只有措施效果检验有效后，方能揭开突出煤层。
中梁山北矿采用该法安全解开84次突出危险层，未发生突出。
此外在天府局三汇二矿、三汇三矿、淮北芦陵矿、淮南谢一矿、窑街海石湾矿采用该措施均取得较好的结果。
深孔松动控制爆破工法
深孔松动控制爆破工法(YJGF10-96)铁道建筑研究设计院“深孔松动控制爆破”，是指采用潜孔钻机成孔，一次起爆成千上万方岩石，爆破后的岩石松动而不飞散，能有效地控制飞石、振动效应和冲击波，确保爆区周围环境安全，爆破后的岩石适合机械挖、装、运作业。
已在多种复杂环境条件下的石方爆破开挖工程中广泛应用，取得满意的爆破效果。
1 原理及特点深孔松动控制爆破所以能有效地控制爆破飞石和冲击波的产生，是以采取接近内部作用药包的装药量和炮孔中有足够长度、一定密实度的回填堵塞物为基本原理。
爆破后的岩石仅限于开裂、凸起、松动，必须进行机械化清方才能奏效。
深孔松动控制爆破能有效地控制爆破振动效应，确保环境的安全，基于使用塑料导爆管非电起爆系统形成孔内外时间微差，每组炮孔或每个炮孔起爆有足够的时间间隔，爆破振动由单独药包作用，这是深孔松动控制爆破最显著的特点。
2 适用范围及技术要求2.1 适用范围(1) 铁路、公路扩堑工程；(2) 城市道路拓宽工程；(3) 城市开挖基坑工程；(4)复杂环境条件下石方爆破开挖工程。
2.2 技术要求本工法在复杂环境条件下用于石方开挖，确保周围环境的安全，应用于既有铁路线扩堑工程时，还要保障既有线正常运营。
本工法的技术严格，要求：有效地控制爆破飞石的产生；控制爆破振动效应；爆破冲击波；爆破后的岩石适合机械清方；在既有铁路扩堑爆破时，不要点，不封锁。
3 作业程序3.1 工艺流程图按图1 作业程序，自上而下、从左至右逐项进行。
3.2 设计与计算深孔松动控制爆破，是在常规深孔爆破基础上开发的一种爆破新技术。
其参数名称和设计程序等相似于深孔爆破。
深孔松动控制爆破的炮孔布置如图 2 所示。
W—实际抵抗线(m) ；a—炮孔间距(m)；h1—底部超钻(m); L—炮孔深度(m); H —台阶(梯段高度)(m) ; a—台阶自由面或炮孔的倾斜角(°)图2 炮孔布置图1 作业程序3.2.1 设计程序炮孔倾角一般为90°〜60°,炸药为硝铵炸药，经计算炮孔各参数之间的关系及设计程序为：(1) 台阶(梯段)高度H> (0.060〜0.064)d或d< (15.6〜16.7)H,式中d为炮孔直径(mm)；(2) 最大抵抗线Wh ax W (0.032 〜0.034)d，且Wi ax W (0.50 〜0.58)H ;(3) 实际抵抗线W 当H< 5m时，W=W6x-0.05H ;当H> 5m时，W=W max-0.1-0.03H ；(4) 炮孔底部超钻h i=(0.2〜0.3)W max;(5) 堵塞长度h0=(0.7 〜1.0)W;(6) 炮孔间距a=mW=(1.(〜1.25)W(式中m为炮孔密集系数，m=〜1.25)。
利用深孔卸压松动爆破防治瓦斯突出技术
利用深孔卸压松动爆破防治瓦斯突出技术【摘要】煤与瓦斯突出是煤矿井下最为严重的自然灾害之一。
由于突出的严重后果，诸多科研和现场工作人员研究和发展了许多防突技术，本文主要介绍利用深孔卸压爆破来治理瓦斯突出技术，主要介绍其深孔松动爆破的作用机理，特点及适用范围，相关的安全技术措施以及效果检验。
【关键词】卸压松动爆破；防突1引言煤与瓦斯突出是煤矿井下最为严重的自然灾害之一。
随着开采规模的扩大和开采深度的增加，煤与瓦斯灾害变得越来越严重，不少原来没有煤与瓦斯灾害危险的煤层升级为突出煤层、尤其是在开采低透气性高瓦斯有突出危险煤层中，煤与瓦斯突出更是严重威胁煤矿的安全生产。
由于突出的严重后果，诸多科研和现场工作人员研究和发展了许多防突技术，对具有突出危险的煤层预先采取一定的瓦斯，使突出煤层整体或局部失去突出能力，然后再进行采掘作业。
本文主要介绍利用深孔卸压爆破来治理瓦斯突出技术，主要介绍其深孔松动爆破的作用机理，特点及适用范围，相关的安全技术措施以及效果检验。
2深孔松动爆破作用机理根据爆炸动力学和弹性动力学理论可知：由爆破孔传播出来的冲击波作用于孔壁时，孔壁及周围介质承受着很大的动载荷，致使炮孔周围的介质产生过度粉碎，产生压缩粉碎圈。
在粉碎圈边界上，冲击波衰减成为应力波，但应力波产生的伴生切向（拉）应力仍有可能大于介质的抗拉强度，使介质拉断，形成与破碎区贯通的径向裂缝。
随着应力被的继续传播，其强度逐渐衰减，应力波过后，爆生气体产生准静态应力场，并楔入爆破孔孔壁上已张开的裂隙中，与煤层中的高压瓦斯气体共同作用于裂隙面。
在裂隙尖端处产生应力集中，使裂隙进一步扩展，进而在爆破孔周围形成径向“之”字形交叉的裂隙网。
因为应力波的传播速度大于裂缝的传播速度，所以当应力波的峰值衰减至小于介质强度的时候，已形成的裂缝仍然继续扩展。
当应力波传播至控制孔壁时，立即发生应力波的反射，反射拉伸波和径向裂隙尖端处的应力场相互叠加，促使径向裂隙和环向裂缩进一步扩展，大大增大裂隙区的范围。
井下中深孔松动爆破振动强度规律研究
井下中深孔松动爆破振动强度规律研究摘要：通过爆破实验和监测分析，研究芒硝矿井下中深孔松动爆破振动规律。
监测结果表明，同等条件下，双侧对称挤压爆破法的振动强度小于单测挤压爆破法的振动强度，长轴方向的振动强度大于短轴方向的的振动强度，随着地表震动矢量速度模最大值的增加芒硝矿的回采率呈下降趋势。
研究成果对非煤矿山井下爆破设计具有指导作用。
关键词：井下；深孔松动爆破；振动强度规律；前言：在井下巷道的掘设中，综掘机一旦遭遇硬岩，不仅会使得自身正常作业效率无法发挥，还会大量消耗锯齿，使得作业成本显著提升，并导致迎头环境恶化。
针对这一问题，在综掘作业遭遇硬岩时，可采取深孔松动爆破技术配合综掘机作业，从而提升掘进作业效率。
采用硬岩深孔松动爆破技术进行岩巷掘进时，既要确保炮孔裂纹扩展效果，最大程度增加岩体内裂纹与损伤，减小岩体硬度，还要规避岩石抛掷可能对设备造成的损伤。
一、深孔松动爆破施工松动爆破施工时，采用矿用普通防爆型煤电钻及麻花钻杆打眼，钻杆长2．5 m，采用螺纹连接方式将3根钻杆连接起来。
当煤体硬度较大、顶板较好时，在巷道断面上打5个孔，呈五花形布置，孔深7．5 m，孔径45 mm；当煤体松软顶板较差时，去掉顶部。
实际打眼时，由于孔深而煤电钻功率小，排出煤粉困难，打到4．5 m深以后常常卡钻，故要经常地把钻杆拉出来进行排粉和打完眼后用压风吹净孔内煤粉，每个孔内装煤矿安全炸药1．5 kg，每次爆破总装药量4．5—7．5 kg。
封填泡泥长度正向装药，用瞬发煤矿许用电雷管引爆，封泥长度每孔不少于2 m。
然后将几个炮眼并联起来，在距工作面300 m以外的联络斜巷处用放炮器一次放炮。
打眼及松动爆破均固定专职人员进行，一般配备2～3人，另外现场必须配备1名安监员和1名瓦斯检查员。
二、井下中深孔松动爆破振动强度规律1.爆破方案。
本次深孔松动爆破设计主要包括炮孔深度的确定、爆破裂隙半径的计算、炮孔装药量的计算、炮孔数目和布置方式等。
深孔松动爆破在复杂环境中的应用
深孔松动爆破在复杂环境中的应用作者：栗丰来源：《科技传播》2013年第09期摘要采用深孔松动控制爆破技术对周边环境复杂的基坑内岩石进行爆破施工。
通过选取合适的抵抗线方向，控制一次用药药，以减少对施工现场附近居民及基坑边坡的影响为目的，在采取严格有效安全措施的情况下，爆破有害效应得到了很好的控制，达到了理想效果，没有造成任何违害。
关键词深孔松动爆破；基坑石方；装药量；爆破中图分类号TU74 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0195-021 工程概况秦皇岛市站周边片区改造工程位于秦皇岛火车站南侧环岛位置，在进行地下二层商业及闭合框架基坑开挖时，在基坑西南部遇中风化花岗岩，基坑开挖深度10m～13m，岩层厚度3m～7m，呈西高东低趋势，东西长度65m，南北长度80m。
施工现场位于火车站站前，火车站站房正在建设中，周边商铺、楼房林立，距最近的站前旅社楼仅25m，如图1。
在这种复杂的环境下，对岩石爆破的安全要求尤为重要，重点是控制飞石的产生及基坑边坡的稳定。
2 方案设计本次爆破环境复杂，工期较紧，要严格控制飞石、滚石，爆破振动等有害爆破效应，避免对周边造成影响。
在确保安全爆破的前提下，还要尽量减少震动，保证基坑边坡稳定及沟边管线安全，确定采用深孔松动控制爆破施工，从自由面方向开始逐段爆破施工，每次爆破完成后及时清理碎石，保证爆破岩石松动不飞散，沿自由面少量移动，在靠近边坡时采用边坡光面技术确保边坡稳定。
本方案设计目的主要是控制震动及爆破飞石，具体如下：1）基坑东半部已开挖完成，以东侧作为抵抗线方向向西顺序延伸爆破；2）采用微差爆破技术和间隔装药，最大限度减少同段起爆药量，来降低爆破振动危害；3）选用2#岩石乳化炸药，毫秒延期非电雷管，潜孔钻机钻孔，孔径90mm，边坡钻孔为倾斜孔，其余全部为垂直孔；4）爆破深度一次到底，合理装药，底部药量适当加大，炮泥充分堵塞，堵塞长度不得小于抵抗线值；5）为了保证边坡坡度和稳定性，尽量减少超挖量，对于边坡采取光面爆破，钻孔角度倾斜75°，边坡光面爆破采用相同的炮孔直径，炮孔布置在设计边坡线以内0.5m处，严格掌握钻孔精度。