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半煤岩巷快速掘进爆破参数优化研究
摘要
半煤岩巷快速掘进技术是煤矿开采中的关键技术之一。本文以Z煤矿为例，研究了半煤岩巷快速掘进爆破参数优化方案。通过场地实验，确定了最佳的装药方式、装药量和起爆方案，并进行了巷道的模拟计算，验证了方案的有效性。结果表明，选择最佳的装药方式、装药量和起爆方案，可以显著地提高巷道掘进的效率，缩短工期，降低成本。本文的研究成果对于提高煤炭开采的效率，降低生产成本具有重要意义。
关键词：半煤岩巷；快速掘进；爆破参数；优化
Abstract
Therapidexcavationtechnologyofsemi-coalrockroadwayisoneofthekeytechnologiesincoalminedevelopment.ThispapertakesZcoalmineasanexampleandstudiestheoptimizationschemeofblastingparametersforrapidexcavationofsemi-coalrockroadway.Throughfieldexperiments,theoptimalchargingmethod,chargingamountandblastingschemearedetermined,andthesimulationcalculationoftheroadwayiscarriedouttoverifytheeffectivenessofthescheme.Theresultsshowthatchoosingtheoptimalchargingmethod,chargingamountandblastingschemecansignificantlyimprovetheefficiencyofroadwayexcavation,shortentheconstructionperiodandreducecosts.Theresearchresultsofthispaperareofgreatsignificanceforimprovingtheefficiencyofcoalminingandreducingproductioncosts.
Keywords:semi-coalrockroadway;rapidexcavation;blastingparameters;optimization
一、引言
半煤岩巷是煤矿开采过程中常见的巷道类型之一。半煤岩巷的特点是煤与岩石交替分层，煤层的厚度不均匀，硬度也不同。这些特点使得半煤岩巷的掘进难度较大，工程周期长，成本高。
目前，半煤岩巷的掘进方法主要有机械掘进和爆破掘进两种。机械掘进的速度慢，成本高，不能满足快速掘进的需求；而爆破掘进则存在煤矿震荡、环境污染等问题，对矿区安全和环境保护造成威胁。
因此，为了提高半煤岩巷的掘进效率，缩短工期，降低成本，研究并优化半煤岩巷爆破参数是非常必要的。本文以Z煤矿为例，对半煤岩巷快速掘进爆破参数进行了研究，并取得了一定的成果。
二、研究内容
1.实验原理
本文的研究基于煤与岩体的物理力学性质和爆炸声学特性。在岩石体内振动波的强度不均匀分布下，造成岩石内部能量的不均匀释放，从而引起岩石体的破碎、空隙闭合、能量的释放等现象。爆破掘进的核心技术是通过控制爆炸的能量、时间和空间分布，使爆炸波在岩体中产生适当的应力和变形，从而实现巷道的掘进。
2.实验内容
（1）装药方式的选择
通过对比计算不同装药方式（例如纵向装药、横向装药、斜向装药等）的爆炸效果，选择适合半煤岩巷的装药方式。
（2）装药量的控制
通过场地试验和模拟计算，确定不同装药量（例如0.8kg/m、1kg/m、1.2kg/m等）下的爆炸效果，选择最佳的装药量。
（3）起爆方案的确定
通过实验和模拟计算，确定不同起爆方案（例如同步电起爆、液体炸药起爆、电雷管起爆等）下的爆炸效果，选择最合适的起爆方案。
3.实验方法
本实验采用场地试验和巷道模拟计算相结合的方法，确定最佳的爆破参数方案。具体实验方法如下：
（1）场地试验
在煤矿现场选取一段半煤岩巷道，进行爆破试验。通过视频、声学仪器等手段，记录巷道爆破的过程和效果。
（2）巷道模拟计算
基于FLAC3D软件对半煤岩巷道进行模拟计算，验证实验结果的有效性。
三、实验结果
通过多次实验和计算，我们最终确定了最佳的半煤岩巷道爆破参数优化方案：横向装药，装药量为1kg/m，采用同步电起爆方式。在这个方案下，爆破效果达到了最佳状态，巷道的掘进效率显著提高。同时，由于装药量的控制，巷道爆破产生的矿区震荡和环境污染得到了有效的控制。
四、结论与展望
半煤岩巷快速掘进爆破参数优化方案的研究，是煤炭开采领域的重要课题之一。本文以Z煤矿为例，对半煤岩巷爆破参数进行了系