一、概述
煤矿无掏槽爆破技术具有显著降低岩体约束力和增加炸药最有效破坏力的作用，从而达到很好的中深孔光面要求，并具有较好的工艺稳定性，但研究成果较少且在煤炭行业没有应用。我们以ANSYS有限元分析软件中的LS-DYNA显示动力分析模块为依托，进行了煤矿巷道无掏槽爆破岩石损伤数值模拟分析，建立了煤矿井下岩石爆炸破碎损伤模型，进行了无掏槽爆破时炮孔壁和炮孔内岩石连续损伤演化累积过程模拟，为煤矿巷道进行无掏槽爆破设计及参数选取提供了科学依据；进行了无掏槽爆破机理研究及无掏槽与掏槽爆破的实验室模拟对比试验，对比分析了爆破效果和爆炸在岩石内部产生应变波形差异，通过高速摄影观察了无掏槽爆破的分段爆破现象，确定了无掏槽爆破的优越性及关键技术参数。
二、关键技术
1.煤矿巷道无掏槽爆破岩石损伤数值模拟分析。为提供煤矿巷道钻爆工程中进行无掏槽爆破设计及参数选取的科学依据，通过有限元分析软件，建立井下岩石爆炸破碎损伤模型，进行无掏槽爆破时炮孔壁和炮孔内岩石连续损伤演化累积过程模拟，研究不同炮孔布置参数时岩体破碎过程和发育情况。
2.无掏槽爆破与掏槽爆破效果的对比试验研究。对比分析两种爆破工艺的爆破效果，确定无掏槽掘进爆破的关键技术参数。
3.煤矿巷道无掏槽爆破掘进技术工业试验研究。选择煤矿巷道进行放大试验，对相关技术进行验证。
三、创造性和先进性
1.在进行无掏槽爆破理论分析的基础上，进行了煤矿巷道无掏槽爆破岩石损伤数值模拟分析，并得到以下结论：初始地应力增大将会减小爆破损伤区半径，增加损伤衰减速度，削弱炮孔作用范围；无掏槽孔爆破形成的破裂区以孔口为端点呈类似椭圆体分布，在孔底形成超挖；上段爆破易影响下段爆破效果。该分析为确定炮孔间距、堵塞体质量及长度和合适炸药装填线密度提供了理论依据。
2.系统进行了无掏槽、直眼掏槽与锥形掏槽爆破的实验室模拟对比试验研究，无掏槽爆破模拟实验装置如图1所示，对比试验结果如图2所示。通过高速摄影及超动态应变测试系统进行了观测，得出了无掏槽爆破较之掏槽爆破槽腔体积更大、炸药循环消耗量节约5%～6%、应变峰值和能量衰减率相当的结果，为无掏槽爆破在煤矿巷道应用提供了实验依据。
图1 无掏槽爆破模拟实验装置图
图2 无掏槽爆破与锥形掏槽爆破模拟试验爆破效果图
3.进行了煤矿巷道无掏槽爆破掘进技术现场试验
声明：
“煤矿巷道无掏槽爆破掘进技术” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：
来源：北京智宏科信科技发发展有限公司
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2025年05月16日 ~ 18日 
