本書(shū)全面系統(tǒng)地介紹了煤礦深孔預(yù)裂爆破治理瓦斯的背景，煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱生產(chǎn)技術(shù)及其工程應(yīng)用，具體包括炸藥爆炸應(yīng)力波在深部煤巖中的傳播規(guī)律，煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱的組成、結(jié)構(gòu)、配方與生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品性能、檢驗(yàn)規(guī)程、使用安全操作規(guī)程和爆破安全管理，以及利用該藥柱在高瓦斯礦井中進(jìn)行煤層增透、井筒和石門(mén)揭煤防突、綜采面厚硬頂板超前弱化、沖擊地壓動(dòng)力災(zāi)害治理等深孔預(yù)裂爆破的應(yīng)用實(shí)例。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 背景 1
1.2 煤層深孔預(yù)裂爆破 2
1.2.1 研究歷史 2
1.2.2 研究進(jìn)展 4
1.2.3 存在的問(wèn)題 8
1.3 研究意義 9
第2章 炸藥爆炸應(yīng)力波在深部煤巖中的傳播規(guī)律 12
2.1 應(yīng)力波傳播的基本方程 12
2.2 應(yīng)力波在彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律 13
2.2.1 應(yīng)力波在半無(wú)限彈性介質(zhì)中的傳播特性 13
2.2.2 應(yīng)力波在分界面處的傳播特性 14
2.3 應(yīng)力波在黏彈性介質(zhì)中的傳播規(guī)律 15
2.4 應(yīng)力波在自由界面的反射 18
2.4.1 應(yīng)力波遇自由界面的反射效應(yīng) 18
2.4.2 入射應(yīng)力波和反射應(yīng)力波的疊加 20
2.5 炸藥爆炸應(yīng)力波在煤體中傳播規(guī)律的數(shù)值模擬 20
2.5.1 數(shù)值分析模型的建立 20
2.5.2 炸藥爆炸應(yīng)力波在煤體中傳播 23
2.5.3 炸藥爆炸應(yīng)力波對(duì)煤體質(zhì)點(diǎn)的影響 23
2.5.4 炸藥爆炸應(yīng)力波疊加效應(yīng)分析 23
2.5.5 炸藥爆炸應(yīng)力波在煤巖體介質(zhì)中的傳播與衰減規(guī)律 28
2.6 柱狀裝藥爆破對(duì)含瓦斯煤作用的力學(xué)特性 32
2.6.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)控制方程及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 32
2.6.2 邊界條件 33
2.6.3 塑性區(qū)應(yīng)力 34
2.6.4 彈性區(qū)應(yīng)力 35
2.6.5 響應(yīng)關(guān)系 35
2.6.6 塑性區(qū)半徑的確定 35
2.6.7 模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬 36
第3章 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱的組成和結(jié)構(gòu) 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(lián)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 60
第4章 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱配方與生產(chǎn)工藝 64
4.1 三級(jí)煤礦許用水膠炸藥的配方 64
4.1.1 配方設(shè)計(jì)的基本原則 64
4.1.2 配方設(shè)計(jì)的步驟 66
4.1.3 三級(jí)煤礦許用水膠炸藥的基本配方 67
4.1.4 熱化學(xué)參數(shù)的理論計(jì)算 67
4.2 三級(jí)煤礦許用水膠炸藥的混合原理 72
4.2.1 主體流動(dòng)和湍流 72
4.2.2 液體物料的混合過(guò)程 73
4.2.3 攪拌液體的復(fù)合渦流運(yùn)動(dòng) 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(chǎn)工藝 78
4.3.1 煤礦許用瓦斯抽采水膠藥柱的生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)技術(shù)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(chǎn)規(guī)程 90
4.4.1 工作時(shí)間 90
4.4.2 人員 90
4.4.3 設(shè)備與設(shè)施 91
4.4.4 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 92
4.4.5 工藝過(guò)程 93
4.4.6 運(yùn)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(yàn)規(guī)程 94
5.1 原材料的標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收規(guī)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 膨脹珍珠巖 99
5.1.8 消焰劑 101
5.1.9 交聯(lián)劑 102
5.1.10 泡沫穩(wěn)定劑 103
5.1.11 傳爆體 104
5.1.12 裝藥管 104
5.2 半成品檢驗(yàn)規(guī)程 105
5.2.1 稀硝酸 105
5.2.2 硝酸甲胺 106
5.2.3 三級(jí)煤礦許用水膠炸藥 108
5.3 成品檢驗(yàn)規(guī)程 109
5.3.1 技術(shù)條件 109
5.3.2 檢驗(yàn)規(guī)則 110
5.3.3 實(shí)驗(yàn)方法 112
第6章 深孔預(yù)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(guī)程 121
6.1.1 范圍 121
6.1.2 規(guī)范性引用文件 121
6.1.3 術(shù)語(yǔ)和定義 121
6.1.4 技術(shù)要求 122
6.1.5 拒爆事故處理措施 123
6.2 深孔預(yù)裂爆破工藝流程 123
6.3 深孔預(yù)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(fēng)上山底抽巷穿層深孔預(yù)裂爆破增透技術(shù) 130
7.1 深孔預(yù)裂爆破增透數(shù)值模擬 130
7.1.1 引言 130
7.1.2 數(shù)值模型和邊界條件 130
7.1.3 數(shù)值模擬 141
7.2 深孔預(yù)裂爆破增透應(yīng)用實(shí)例 149
7.2.1 工程概況 149
7.2.2 爆破參數(shù)設(shè)計(jì) 150
7.2.3 爆破施工及其安全技術(shù)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(yù)裂爆破防突技術(shù) 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(chǔ)參數(shù)測(cè)試 161
8.2.1 8煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 161
8.2.2 8煤層瓦斯含量測(cè)算 162
8.2.3 煤層瓦斯流量衰減系數(shù)與透氣性系數(shù)測(cè)算 164
8.2.4 煤與瓦斯突出指標(biāo)測(cè)算 168
8.2.5 6煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 170
8.3 井筒揭煤深孔預(yù)裂爆破防突技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 174
8.3.1 井筒揭8煤深孔預(yù)裂爆破增透試驗(yàn) 174
8.3.2 井筒揭6煤深孔預(yù)裂爆破增透試驗(yàn) 181
8.4 爆破后井筒護(hù)壁固化研究 189
8.4.1 井筒護(hù)壁固化原理 189
8.4.2 井筒揭8煤深孔預(yù)裂爆破后井筒護(hù)壁固化 190
8.4.3 井筒揭6煤深孔預(yù)裂爆破后井筒護(hù)壁固化 191
第9章 深孔預(yù)裂爆破在石門(mén)揭煤中的應(yīng)用 193
9.1 潘東公司西四運(yùn)輸石門(mén)揭煤應(yīng)用 193
9.1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)工程概況 193
9.1.2 深孔預(yù)裂爆破石門(mén)揭煤參數(shù)設(shè)計(jì) 193
9.1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析 194
9.2 潘三礦石門(mén)揭煤工程應(yīng)用 196
9.2.1 預(yù)裂控制爆破松動(dòng)半徑考察方案 196
9.2.2 考察結(jié)果及分析 198
9.2.3 石門(mén)揭煤消突工業(yè)試驗(yàn) 203
9.2.4 試驗(yàn)效果考察 204
第10章 綜采面厚硬頂板超前深孔預(yù)裂爆破治理瓦斯技術(shù) 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(shù) 207
10.1.4 生產(chǎn)安排 208
10.1.5 頂?shù)装鍘r性描述 208
10.1.6 地質(zhì)構(gòu)造情況 208
10.1.7 水文地質(zhì) 209
10.2 綜采面厚硬頂板超前深孔預(yù)裂爆破弱化瓦斯治理方案 210
10.2.1 強(qiáng)制放頂方法 210
10.2.2 綜采工作面爆破強(qiáng)制放頂參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù) 213
10.2.3 瓦斯治理方案 216
10.3 爆破參數(shù) 216
10.4 瓦斯涌出量預(yù)計(jì) 220
10.4.1 綜采面已采塊段的瓦斯涌出量 220
10.4.2 綜采面瓦斯情況及瓦斯涌出量預(yù)計(jì) 220
10.5 通風(fēng)排瓦斯 221
10.5.1 通風(fēng)方式 221
10.5.2 綜采面風(fēng)量 223
10.5.3 通風(fēng)排瓦斯觀測(cè)結(jié)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(jié)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(jié)果與分析 226
參考文獻(xiàn) 228
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