●前言
第1章 緒論 1
1.1 背景 1
1.2 煤層深孔預裂爆破 2
1.2.1 研究歷史 2
1.2.2 研究進展 4
1.2.3 存在的問題 8
1.3 研究意義 9
第2章 爆炸應力波在深部煤岩中的傳播規律 12
2.1 應力波傳播的基本方程 12
2.2 應力波在彈性介質中的傳播規律 13
2.2.1 應力波在半無限彈性介質中的傳播特性 13
2.2.2 應力波在分界面處的傳播特性 14
2.3 應力波在黏彈性介質中的傳播規律 15
2.4 應力波在自由界面的反射 18
2.4.1 應力波遇自由界面的反射效應 18
2.4.2 入射應力波和反射應力波的疊加 20
2.5 爆炸應力波在煤體中傳播規律的數值模擬 20
2.5.1 數值分析模型的建立 20
2.5.2 爆炸應力波在煤體中傳播 23
2.5.3 爆炸應力波對煤體質點的影響 23
2.5.4 爆炸應力波疊加效應分析 23
2.5.5 爆炸應力波在煤岩體介質中的傳播與衰減規律 28
2.6 柱狀裝藥爆破對含瓦斯煤作用的力學特性 32
2.6.1 運動學和動力學控制方程及應力應變關繫 32
2.6.2 邊界條件 33
2.6.3 塑性區應力 34
2.6.4 彈性區應力 35
2.6.5 響應關繫 35
2.6.6 塑性區半徑的確定 35
2.6.7 模型實驗和數值模擬 36
第3章 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱的組成和結構 42
3.1 組成 42
3.1.1 氧化劑 42
3.1.2 可燃劑 44
3.1.3 水 48
3.1.4 膠凝劑 48
3.1.5 交聯劑 55
3.1.6 消焰劑 57
3.1.7 傳爆體 58
3.1.8 裝藥管 58
3.2 結構設計 60
第4章 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱配方與生產工藝 64
4.1 三級煤礦許用水膠的配方 64
4.1.1 配方設計的基本原則 64
4.1.2 配方設計的步驟 66
4.1.3 三級煤礦許用水膠的基本配方 67
4.1.4 熱化學參數的理論計算 67
4.2 三級煤礦許用水膠的混合原理 72
4.2.1 主體流動和湍流 72
4.2.2 液體物料的混合過程 73
4.2.3 攪拌液體的復合渦流運動 75
4.2.4 攪拌液體流型 76
4.3 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱的生產工藝 78
4.3.1 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱的生產工藝流程及生產技術條件 78
4.3.2 硝酸甲胺中和工藝 79
4.3.3 混藥工藝流程 86
4.3.4 裝藥工藝流程 88
4.4 安全生產規程 90
4.4.1 工作時間 90
4.4.2 人員 90
4.4.3 設備與設施 91
4.4.4 生產現場 92
4.4.5 工藝過程 93
4.4.6 運輸 93
4.4.7 安全管理 93
第5章 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱原材料、半成品和成品檢驗規程 94
5.1 原材料的標準及驗收規程 94
5.1.1 硝酸 94
5.1.2 一甲胺 94
5.1.3 硝酸銨 95
5.1.4 硝酸鈉 95
5.1.5 田菁粉 96
5.1.6 鋁粉 98
5.1.7 膨脹珍珠岩 99
5.1.8 消焰劑 101
5.1.9 交聯劑 102
5.1.10 泡沫穩定劑 103
5.1.11 傳爆體 104
5.1.12 裝藥管 104
5.2 半成品檢驗規程 105
5.2.1 稀硝酸 105
5.2.2 硝酸甲胺 106
5.2.3 三級煤礦許用水膠 108
5.3 成品檢驗規程 109
5.3.1 技術條件 109
5.3.2 檢驗規則 110
5.3.3 實驗方法 112
第6章 深孔預裂爆破工藝流程及其安全管理 121
6.1 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱使用安全操作規程 121
6.1.1 範圍 121
6.1.2 規範性引用文件 121
6.1.3 術語和定義 121
6.1.4 技術要求 122
6.1.5 拒爆事故處理措施 123
6.2 深孔預裂爆破工藝流程 123
6.3 深孔預裂爆破安全管理 127
6.3.1 火工品管理 127
6.3.2 爆破管理 127
第7章 回風上山底抽巷穿層深孔預裂爆破增透技術 130
7.1 深孔預裂爆破增透數值模擬 130
7.1.1 引言 130
7.1.2 數值模型和邊界條件 130
7.1.3 數值模擬 141
7.2 深孔預裂爆破增透應用實例 149
7.2.1 工程概況 149
7.2.2 爆破參數設計 150
7.2.3 爆破施工及其安全技術措施 153
7.2.4 爆破增透效果 156
第8章 深部井筒揭雙層煤深孔預裂爆破防突技術 158
8.1 某礦二副井井筒基本情況 158
8.1.1 某礦二副井井筒 158
8.1.2 8煤層基本概況 158
8.1.3 6煤層基本概況 160
8.2 煤層瓦斯基礎參數測試 161
8.2.1 8煤層瓦斯基礎參數 161
8.2.2 8煤層瓦斯含量測算 162
8.2.3 煤層瓦斯流量衰減繫數與透氣性繫數測算 164
8.2.4 煤與瓦斯突出指標測算 168
8.2.5 6煤層瓦斯基礎參數 170
8.3 井筒揭煤深孔預裂爆破防突技術現場試驗 174
8.3.1 井筒揭8煤深孔預裂爆破增透試驗 174
8.3.2 井筒揭6煤深孔預裂爆破增透試驗 181
8.4 爆破後井筒護壁固化研究 189
8.4.1 井筒護壁固化原理 189
8.4.2 井筒揭8煤深孔預裂爆破後井筒護壁固化 190
8.4.3 井筒揭6煤深孔預裂爆破後井筒護壁固化 191
第9章 深孔預裂爆破在石門揭煤中的應用 193
9.1 潘東公司西四運輸石門揭煤應用 193
9.1.1 試驗地點工程概況 193
9.1.2 深孔預裂爆破石門揭煤參數設計 193
9.1.3 試驗結果分析 194
9.2 潘三礦石門揭煤工程應用 196
9.2.1 預裂控制爆破松動半徑考察方案 196
9.2.2 考察結果及分析 198
9.2.3 石門揭煤消突工業試驗 203
9.2.4 試驗效果考察 204
第10章 綜采面厚硬頂板超前深孔預裂爆破治理瓦斯技術 207
10.1 工程概況 207
10.1.1 井下及地面位置 207
10.1.2 鄰近采掘 207
10.1.3 采面參數 207
10.1.4 生產安排 208
10.1.5 頂底板岩性描述 208
10.1.6 地質構造情況 208
10.1.7 水文地質 209
10.2 綜采面厚硬頂板超前深孔預裂爆破弱化瓦斯治理方案 210
10.2.1 強制放頂方法 210
10.2.2 綜采工作面爆破強制放頂參數設計技術 213
10.2.3 瓦斯治理方案 216
10.3 爆破參數 216
10.4 瓦斯湧出量預計 220
10.4.1 綜采面已采塊段的瓦斯湧出量 220
10.4.2 綜采面瓦斯情況及瓦斯湧出量預計 220
10.5 通風排瓦斯 221
10.5.1 通風方式 221
10.5.2 綜采面風量 223
10.5.3 通風排瓦斯觀測結果 223
10.6 老塘埋管抽采瓦斯 224
10.6.1 老塘埋管布置 224
10.6.2 老塘埋管抽采瓦斯結果與分析 225
10.7 高抽巷抽采瓦斯 225
10.7.1 高抽巷抽采瓦斯布置 225
10.7.2 高抽巷抽采瓦斯結果與分析 226
參考文獻 228
彩圖
