[發明專利]一種巷道頂板定向預裂切縫方法

有效

• 申請號: 201610274531.9
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105890478B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 何滿潮;張國鋒
• 申請（專利權）人: 何滿潮
• 主分類號: F42D3/04
• 分類號: F42D3/04;F42D1/00
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司11438
• 代理人: 于寶慶,吳婭妮

技術領域

本發明涉及定向預裂切縫技術，具體涉及一種巷道頂板定向預裂切縫的方法。

背景技術

頂板定向預裂切縫技術是煤礦開采中長壁開采110工法關鍵技術之一，依據爆炸初始定向裂縫的獲得方式，聚能控制爆破可歸納為兩類：一類是對孔壁施加不均布爆炸載荷，使孔壁在預定形成斷裂面的部位優先產生裂紋，如ABS爆破法和切縫套管藥包法；另一類是在孔壁預定斷裂部位優先產生某種形狀缺口，使裂紋在缺口處優先形成與發展，如聚能藥包爆破法、炮孔切槽爆破法等。其中，炮孔切槽，需要專用鉆具，作業難度大、成本高；聚能藥包爆破的藥卷加工復雜，缺乏普遍性，不利于推廣使用；相對而言，切縫藥包爆破取得了較好效果，但對堅硬巖體的復雜斷面成型爆破，仍沒理想的爆破技術。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種巷道頂板定向預裂切縫方法，包括以下步驟：

在煤層上挖掘兩個巷道作為首采面的上順槽巷道與下順槽巷道。加固下順槽巷道頂板，使用鉆機完成炮孔施工。安裝爆破裝置，進行爆破切縫，并進行效果評估。

其中，所述爆破裝置包括至少一雙向聚能管。一聚能管固定件。一聚能管定向裝置。及若干聚能管連接件。其中所述聚能管連接件的數量為比雙向聚能管的數量少一個。

所述聚能管定向裝置包括：一定位卡板及一手柄。所述定位卡板沿所述手柄軸向向外直線延伸，能與所述雙向聚能管的端部的定位卡槽進行可活動地卡合。所述手柄與所述雙向聚能管外形相同，呈中空筒狀，一端與所述定位卡板固定連接。所述手柄開設有多個定位孔，各所述定位孔為所述手柄徑向上成對設置的通孔，各所述定位孔沿所述手柄的軸向間隔分布。

所述雙向聚能管包括：聚能管管體、定位卡槽和多個聚能孔。所述聚能管管體呈中空筒狀，所述聚能管管體的軸向的兩端各設有一定位卡槽。所述定位卡槽沿所述聚能管管體的軸向延伸，能與所述定位卡板進行定位卡合。各所述聚能孔開設于所述聚能管管體徑向相對的兩側，沿所述聚能管管體軸向均勻分布。所述定位卡槽沿所述聚能管管體軸向延伸的方向與所述聚能孔沿所述聚能管管體軸向分布成的行列共直線。

所述聚能管固定件包括一固定件孔塞及至少一個彈性鋼卡。所述固定件孔塞能與所述雙向聚能管其中任一端裝配固定。每一所述彈性鋼卡一端連接所述固定件孔塞，另一端與所述固定件孔塞表面分離，向所述固定件孔塞表面的外側翹起。所述聚能管固定件向所述雙向聚能管提供向炮孔外移動的阻力。

所述聚能管連接件包括主體和卡板，主體兩端是相對設置的連接件孔塞，所述連接件孔塞能塞入一所述雙向聚能管的端部內進行固定。所述卡板自所述主體徑向相對的兩側向外直線延伸，且能夠與所述定位卡槽進行定位卡合。所述聚能管連接件利用所述卡板相對定位對接的兩個所述雙向聚能管。

所述聚能管定向裝置的定位卡板卡合于所述定位卡槽內時，所述多個定位孔在所述手柄徑向相對的兩側形成的開口的連線與所述聚能管在徑向相對兩側的聚能孔的連線共直線。

在本發明的一個實施例中，切縫方法還包括：分析計算頂板定向預裂爆破參數，進行頂板定向預裂爆破參數實驗，根據實驗結果，確定裝藥量、炮孔間距的步驟。

在本發明的一個實施例中，所述分析計算頂板定向預裂爆破參數包括：根據煤層地質條件及設計方法在切縫段巷道進行頂板預裂切縫深度和頂板預裂切縫角度的理論計算分析，得出頂板預裂切縫深度和頂板預裂切縫角度。

在本發明的一個實施例中，所述頂板定向預裂爆破參數實驗包括以下步驟：進行實驗頂板加固。進行多組單孔爆破實驗，繪制單個炮孔的裝藥量與切縫率關系曲線圖。根據所述單個炮孔的裝藥量與切縫率關系曲線圖，得出單個炮孔的裝藥量臨界值，確定單個炮孔的最佳裝藥量，進行多組聯孔爆破實驗，根據爆破實驗結果確定炮孔間距。

在本發明的一個實施例中，所述頂板定向預裂切縫深度符合：

預裂切縫深度H_F的取值范圍為：

H_Fmin≤H_F≤H_Fmax

預裂切縫深度H_F應滿足的下臨界條件H_Fmin為：

H_Fmin＝H_H+1.5

式中：H_H為巷道高度，單位m。

預裂切縫深度H_F應滿足的上臨界條件H_Fmax為：