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深孔预裂爆破技术在深井坚硬完整顶板强制放顶中的应用
深孔预裂爆破技术在深井坚硬完整顶板强制放顶中的应用
引言
在深井的开采过程中，顶板是较为重要的安全保障措施之一。然而，深井开采中往往会遇到坚硬、完整的顶板，给后续采掘带来极大困难。而深孔预裂爆破技术可以有效地解决这一问题。本文将结合实际案例，探讨深孔预裂爆破技术在深井坚硬完整顶板强制放顶中的应用。
一、深孔预裂爆破技术概述
深孔预裂爆破技术是指在岩石坚硬程度较高、破碎难度较大的地质条件下，经过预先打孔，形成裂纹后再进行整体破碎的一种技术。其原理为，在爆破前通过打孔形成预裂缝，使原本坚硬的岩体中被预制的断裂破碎带提供一个放大的断裂面积，炸药燃烧产生的气体压力沿着断裂、孔道传递，从而达到整体破碎的效果。
通常，深孔预裂爆破技术需要提前进行充分的地质勘察和分析，确定矿体的物理力学参数、断裂带和裂隙状况、裂纹传递方向和路径等信息，从而根据实际情况制定爆破方案和选取爆破参数。同时，用数字仿真技术对爆破效果进行模拟和预测，保证爆破工作的安全性和高效性。
二、深孔预裂爆破技术的优点
1.形成裂纹减少破碎力
传统的爆破方法为整体破碎，对于坚硬的岩石而言，爆破力度极大，往往会造成大量毁伤，浪费炸药的同时还会引发强的震动，严重危及矿井生产设备和安全。深孔预裂爆破技术通过预先形成裂纹，使普通爆破方法加强能力得以裂缝展开，从而减小了实际应力状态和裂缝面的摩擦，降低了破碎力度和爆破效应。
2.减少消能量
传统爆破方法往往产生大量海量能，不仅会造成浪费，而且会给矿井带来极大破坏。而通过深孔预裂爆破技术，预先形成断裂破碎带，使炸药作用的能量只在裂缝中释放，达到明显减少消能量的目的，降低了破碎度和震动强度。
三、深孔预裂爆破技术在深井坚硬完整顶板强制放顶中的应用
深井作业过程中，有时会遇到坚硬完整顶板，对于其下的采掘工作会造成很大的难度。深孔预裂爆破技术为解决此类问题提供了良好的技术手段。以某金矿为例，其采用深孔预裂爆破技术，在回采过程中实现强制放顶，并有效地保证了采矿过程的安全和顺利。
某金矿采矿面在开采过程中发现了坚硬完整的顶板，解决这一问题成为了矿方急需解决的问题。矿方经过充分的地质调查和钻孔地质勘察，根据岩壁力学性质，重新设计了装药方案和起爆顺序，制定了深孔预裂爆破方案，并进行了数字仿真模拟优化。
先采用定向钻孔打孔，打孔深度为6m，每20cm设置一排孔，并在每排孔之间设有1m的拦挡石室隔开，且各排孔钻孔方向相互垂直。这样设计的孔网密度比较大，孔间距小，有利于形成裂缝。钻好孔之后，进行了预裂加固，即在钻好的孔中注入氨纲胶成分的加强液，增加了孔壁的强度和稳定度。完成以上预备工作后，进行了炸药的装药，并根据之前的仿真分析制定起爆顺序和起爆方式。在爆破的过程中，断裂面依次展开，破碎程度明显加大，实现了整体破碎以及强制放顶的目的。
通过此次深孔预裂爆破技术的应用，成功地解决了深井坚硬完整顶板的强制放顶难题，并证实了深孔预裂爆破技术在矿业行业中的重要作用和应用前景。
四、结论
深孔预裂爆破技术的应用在矿业生产过程中具有极高的实用价值。通过工程实践证明，深孔预裂爆破技术在深井坚硬完整顶板强制放顶方面取得了重要成果，具有一定的推广应用价值。当然，该技术也面临一些技术和实施问题，需要不断发展和完善，以更好地应用于矿井生产。