[發明專利]一種堅硬頂板深孔預裂爆破切頂卸壓方法

有效

• 申請號: 201310216309.X
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103278055A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 張宏偉;朱志潔;陳鎣;霍丙杰;蘭天偉
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: F42D3/00
• 分類號: F42D3/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于爆破卸壓技術領域，涉及一種厚煤層和特厚煤層采空區堅硬頂板懸頂引起的煤柱應力集中及沿空巷道礦壓顯現強烈的防治方法，特別是涉及一種堅硬頂板深孔預裂爆破切頂卸壓方法。

背景技術

厚煤層和特厚煤層開采中，特別是頂板為多層厚度較大的堅硬巖層時，隨著工作面向前推進，以煤柱為支撐點形成一定長度的懸臂梁懸而不垮，支撐著上覆巖層。隨著工作面周期來壓，此層頂板以一定角度向采空區傾斜，冒落的矸石難以充滿采空區，側向集中應力增大，煤柱邊緣煤體破壞，集中應力向深部轉移，導致鄰近工作面回采巷道頂板下沉、底鼓、錨桿（索）斷裂等強烈礦壓顯現，嚴重時易誘發沖擊地壓災害。為解決這一問題，多采用以被動的加大護巷煤柱寬度和加強支護的方法來保證巷道圍巖穩定，這些方法未能從根本解決該問題，且浪費了煤炭資源。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種堅硬頂板深孔預裂爆破切頂卸壓方法，該方法解決了厚煤層和特厚煤層采空區堅硬頂板懸頂引起的煤柱應力集中及沿空巷道礦壓顯現強烈等問題，效果明顯，具有廣泛的實用性。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種堅硬頂板深孔預裂爆破切頂卸壓方法，包括如下步驟：

步驟一：布置切頂巷道

若煤層厚度大于8m，即為特厚煤層，在工作面回采前，在煤柱內沿煤層頂板布置切頂巷道，且與回采巷道的水平錯距為7m～9m；

若煤層厚度為3.5m～8m，即為厚煤層，則直接將所述回采巷道作為切頂巷道；

步驟二：布置爆破孔

若煤層為特厚煤層，在切頂巷道上方的頂板巖層內縱向設置有若干個傾斜的爆破孔；若煤層為厚煤層，在切頂巷道上方的煤層和頂板巖層內縱向設置有若干個傾斜的爆破孔；

爆破孔與煤層頂板夾角為30°～80°，爆破孔孔底至切頂巷道頂板的垂直距離為煤層厚度的3～5倍，爆破孔直徑為60mm～90mm；

步驟三：裝藥封孔和切頂爆破

在爆破孔內裝藥并通過炮泥封孔，實施切頂爆破；裝藥長度為爆破孔孔深的0.6～0.75倍，炮泥裝填長度為爆破孔孔深的0.25～0.4倍。

所述爆破孔設置在切頂巷道上方、且靠近回采巷道與煤柱相鄰的巷道幫的頂板巖層內。

所述爆破孔設置在同一平面內。

所述相鄰爆破孔之間的距離為3m～5m。

在所述相鄰爆破孔之間的中間位置設置有與其平行的控制孔，控制孔的直徑為80mm～100mm；控制孔孔深均與爆破孔孔深相同，在增設控制孔后，所述相鄰爆破孔之間的距離為8m～10m；所述控制孔不需裝藥爆破，一方面控制了爆炸能量作用的方向，提高了爆炸能量的利用率，改善了爆破的效果；另一方面起到了補償空間的作用，使得爆破后的煤體破壞的比較均勻而不會被重新壓實，消除了深孔松動爆破后產生一個較大壓縮圈的現象。

本發明的有益效果：

本發明對堅硬頂板進行預裂爆破切頂，破壞了堅硬頂板的完整性。隨著工作面的推進，堅硬頂板沿預裂爆破產生的裂隙斷裂，破壞了工作面側向頂板的懸臂梁結構，從而使煤柱應力降低，塑性破壞區減小，提高煤柱穩定性；鄰近工作面回采巷道的圍巖應力降低，巷道變形和破壞程度也相應減小，減少了巷道翻修次數。本發明避免了由于堅硬頂板大面積懸頂導致煤柱應力集中而誘發的沖擊礦壓災害。本發明效果明顯，具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1為采用本發明的特厚煤層煤巖斷面結構示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為圖2的B-B剖視圖；

圖4為采用本發明的厚煤層煤巖斷面結構示意圖；

圖5為圖4的C-C剖視圖；

圖6為圖5的D-D剖視圖；

其中，1—回采巷道，2—切頂巷道，3—煤柱，4—爆破孔，5—控制孔，6—工作面，7--煤層，8--頂板巖層；

α--爆破孔（控制孔）與煤層頂板夾角，W—相鄰爆破孔之間的距離，H--爆破孔（控制孔）孔底至切頂巷道頂板的垂直距離，M--煤層厚度，D1--爆破孔直徑，D2--控制孔直徑，L--爆破孔(控制孔)孔深，S--切頂巷道與回采巷道之間的水平錯距。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。

實施例一：

如圖1～圖3所示，本實施例煤層厚度M為10m，具體包括以下步驟：

步驟一：布置切頂巷道2