煤矿深孔预裂爆破治理瓦斯技术及应用 煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱
作者：袁亮，刘泽功，黄文尧，朱福元等著
出版时间：2018年版
内容简介
本书全面系统地介绍了煤矿深孔预裂爆破治理瓦斯的背景，煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱生产技术及其工程应用，具体包括炸药爆炸应力波在深部煤岩中的传播规律，煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱的组成、结构、配方与生产工艺、产品性能、检验规程、使用安全操作规程和爆破安全管理，以及利用该药柱在高瓦斯矿井中进行煤层增透、井筒和石门揭煤防突、综采面厚硬顶板超前弱化、冲击地压动力灾害治理等深孔预裂爆破的应用实例。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 背景 1
1.2 煤层深孔预裂爆破 2
1.2.1 研究历史 2
1.2.2 研究进展 4
1.2.3 存在的问题 8
1.3 研究意义 9
第2章 炸药爆炸应力波在深部煤岩中的传播规律 12
2.1 应力波传播的基本方程 12
2.2 应力波在弹性介质中的传播规律 13
2.2.1 应力波在半无限弹性介质中的传播特性 13
2.2.2 应力波在分界面处的传播特性 14
2.3 应力波在黏弹性介质中的传播规律 15
2.4 应力波在自由界面的反射 18
2.4.1 应力波遇自由界面的反射效应 18
2.4.2 入射应力波和反射应力波的叠加 20
2.5 炸药爆炸应力波在煤体中传播规律的数值模拟 20
2.5.1 数值分析模型的建立 20
2.5.2 炸药爆炸应力波在煤体中传播 23
2.5.3 炸药爆炸应力波对煤体质点的影响 23
2.5.4 炸药爆炸应力波叠加效应分析 23
2.5.5 炸药爆炸应力波在煤岩体介质中的传播与衰减规律 28
2.6 柱状装药爆破对含瓦斯煤作用的力学特性 32
2.6.1 运动学和动力学控制方程及应力应变关系 32
2.6.2 边界条件 33
2.6.3 塑性区应力 34
2.6.4 弹性区应力 35
2.6.5 响应关系 35
2.6.6 塑性区半径的确定 35
2.6.7 模型实验和数值模拟 36
第3章 煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱的组成和结构 42
3.1 组成 42
3.1.1 氧化剂 42
3.1.2 可燃剂 44
3.1.3 水 48
3.1.4 胶凝剂 48
3.1.5 交联剂 55
3.1.6 消焰剂 57
3.1.7 传爆体 58
3.1.8 装药管 58
3.2 结构设计 60
第4章 煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱配方与生产工艺 64
4.1 三级煤矿许用水胶炸药的配方 64
4.1.1 配方设计的基本原则 64
4.1.2 配方设计的步骤 66
4.1.3 三级煤矿许用水胶炸药的基本配方 67
4.1.4 热化学参数的理论计算 67
4.2 三级煤矿许用水胶炸药的混合原理 72
4.2.1 主体流动和湍流 72
4.2.2 液体物料的混合过程 73
4.2.3 搅拌液体的复合涡流运动 75
4.2.4 搅拌液体流型 76
4.3 煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱的生产工艺 78
4.3.1 煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱的生产工艺流程及生产技术条件 78
4.3.2 硝酸甲胺中和工艺 79
4.3.3 混药工艺流程 86
4.3.4 装药工艺流程 88
4.4 安全生产规程 90
4.4.1 工作时间 90
4.4.2 人员 90
4.4.3 设备与设施 91
4.4.4 生产现场 92
4.4.5 工艺过程 93
4.4.6 运输 93
4.4.7 安全管理 93
第5章 煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱原材料、半成品和成品检验规程 94
5.1 原材料的太阳城
及验收规程 94
5.1.1 硝酸 94
5.1.2 一甲胺 94
5.1.3 硝酸铵 95
5.1.4 硝酸钠 95
5.1.5 田菁粉 96
5.1.6 铝粉 98
5.1.7 膨胀珍珠岩 99
5.1.8 消焰剂 101
5.1.9 交联剂 102
5.1.10 泡沫稳定剂 103
5.1.11 传爆体 104
5.1.12 装药管 104
5.2 半成品检验规程 105
5.2.1 稀硝酸 105
5.2.2 硝酸甲胺 106
5.2.3 三级煤矿许用水胶炸药 108
5.3 成品检验规程 109
5.3.1 技术条件 109
5.3.2 检验规则 110
5.3.3 实验方法 112
第6章 深孔预裂爆破工艺流程及其安全管理 121
6.1 煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱使用安全操作规程 121
6.1.1 范围 121
6.1.2 规范性引用文件 121
6.1.3 术语和定义 121
6.1.4 技术要求 122
6.1.5 拒爆事故处理措施 123
6.2 深孔预裂爆破工艺流程 123
6.3 深孔预裂爆破安全管理 127
6.3.1 火工品管理 127
6.3.2 爆破管理 127
第7章 回风上山底抽巷穿层深孔预裂爆破增透技术 130
7.1 深孔预裂爆破增透数值模拟 130
7.1.1 引言 130
7.1.2 数值模型和边界条件 130
7.1.3 数值模拟 141
7.2 深孔预裂爆破增透应用实例 149
7.2.1 工程概况 149
7.2.2 爆破参数设计 150
7.2.3 爆破施工及其安全技术措施 153
7.2.4 爆破增透效果 156
第8章 深部井筒揭双层煤深孔预裂爆破防突技术 158
8.1 某矿二副井井筒基本情况 158
8.1.1 某矿二副井井筒 158
8.1.2 8煤层基本概况 158
8.1.3 6煤层基本概况 160
8.2 煤层瓦斯基础参数测试 161
8.2.1 8煤层瓦斯基础参数 161
8.2.2 8煤层瓦斯含量测算 162
8.2.3 煤层瓦斯流量衰减系数与透气性系数测算 164
8.2.4 煤与瓦斯突出指标测算 168
8.2.5 6煤层瓦斯基础参数 170
8.3 井筒揭煤深孔预裂爆破防突技术现场试验 174
8.3.1 井筒揭8煤深孔预裂爆破增透试验 174
8.3.2 井筒揭6煤深孔预裂爆破增透试验 181
8.4 爆破后井筒护壁固化研究 189
8.4.1 井筒护壁固化原理 189
8.4.2 井筒揭8煤深孔预裂爆破后井筒护壁固化 190
8.4.3 井筒揭6煤深孔预裂爆破后井筒护壁固化 191
第9章 深孔预裂爆破在石门揭煤中的应用 193
9.1 潘东公司西四运输石门揭煤应用 193
9.1.1 试验地点工程概况 193
9.1.2 深孔预裂爆破石门揭煤参数设计 193
9.1.3 试验结果分析 194
9.2 潘三矿石门揭煤工程应用 196
9.2.1 预裂控制爆破松动半径考察方案 196
9.2.2 考察结果及分析 198
9.2.3 石门揭煤消突工业试验 203
9.2.4 试验效果考察 204
第10章 综采面厚硬顶板超前深孔预裂爆破治理瓦斯技术 207
10.1 工程概况 207
10.1.1 井下及地面位置 207
10.1.2 邻近采掘 207
10.1.3 采面参数 207
10.1.4 生产安排 208
10.1.5 顶底板岩性描述 208
10.1.6 地质构造情况 208
10.1.7 水文地质 209
10.2 综采面厚硬顶板超前深孔预裂爆破弱化瓦斯治理方案 210
10.2.1 强制放顶方法 210
10.2.2 综采工作面爆破强制放顶参数设计技术 213
10.2.3 瓦斯治理方案 216
10.3 爆破参数 216
10.4 瓦斯涌出量预计 220
10.4.1 综采面已采块段的瓦斯涌出量 220
10.4.2 综采面瓦斯情况及瓦斯涌出量预计 220
10.5 通风排瓦斯 221
10.5.1 通风方式 221
10.5.2 综采面风量 223
10.5.3 通风排瓦斯观测结果 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 老塘埋管抽采瓦斯结果与分析 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 高抽巷抽采瓦斯结果与分析 226
参考文献 228
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