[發明專利]一種深部煤礦巨厚堅硬頂板的強制放頂方法

有效

• 申請號: 201710043566.6
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106643355B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 楊仁樹;丁晨曦;宋俊生;岳中文;陳程;左進京;方士正
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D1/08;F42D1/22;F42D3/04;E21C41/18
• 代理公司: 北京恒創益佳知識產權代理事務所(普通合伙) 11556
• 代理人: 柴淑芳

本發明公開了一種深部煤礦巨厚堅硬頂板的強制放頂方法，包括以下步驟：向采空區頂板鉆打扇形炮孔；在藥卷一端套上PVC切縫管，綁扎固定；將藥卷頂入炮孔，套有PVC切縫管的一端位于孔底，沒有PVC切縫管的一端位于孔口，在孔口用炮泥堵塞；將各個藥卷連線，按爆破規程起爆。本發明在孔底的藥卷上套上PVC切縫管，利用PVC切縫管的爆破聚能效應，使得孔底的爆破能量盡量向孔與孔之間定向釋放，以期貫通位于孔底的各個炮孔，進一步強化孔底的爆破松動作用。本發明將扇形布孔方式的空間優勢和PVC切縫管的能量優勢相結合，達到良好的深孔爆破預裂效果。

技術領域

本發明涉及一種深部煤礦巨厚堅硬頂板的強制放頂方法。

背景技術

近些年我國雖然在大力推進新能源的使用，但是煤炭依然是我國的主要能源。可以預見的是，在未來數十年的發展過程中，煤炭依然將作為主要能源長期存在。現今，煤炭開采已經進入深部，深部煤炭的開采過程中的安全問題是一個不容忽視的問題，在煤礦事故中，堅硬頂板突然垮落造成的重大事故所占比例較大。堅硬頂板厚度相對較大，整體強度和整體性都較好，節理、裂隙等弱面發育較差。隨著采煤工作面的不斷推進，采空區上方懸空的頂板的面積也不斷擴大。當大面積采空區頂板在很長時間內都不能自然垮落時，會使得采區上方巖體內壓力高度集中，當頂板壓力超過支護強度時，頂板會在高壓力作用下發生剪切破壞而突然垮落，并且產生強烈的動荷載作用，使得大量工作面支架被推倒或損壞，造成設備的嚴重損壞和人員的重大傷亡。

為了避免大面積采空區頂板的突然垮落，可以利用爆破的方法破壞頂板進行強制放頂，使堅硬難冒落頂板成為可冒落頂板。基本原理是深孔藥包爆炸后，炮孔周邊由于炸藥爆炸的強沖擊作用形成破碎區，稍遠的位置形成裂隙區，使得巖體發生破碎，進而達到弱化頂板的效果。然而，目前針對深部煤礦巨厚堅硬頂板進行爆破預裂松動的強制放頂有效方法還比較缺乏，尤其是科學的炮孔布置方式和裝藥結構。

發明內容

本發明提供了一種深部煤礦巨厚堅硬頂板的強制放頂方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種深部煤礦巨厚堅硬頂板的強制放頂方法，包括：

向采空區上方的堅硬頂板鉆打炮孔，炮孔之間呈扇形布置；

在藥卷的一端套上PVC切縫管，并且在藥卷端部將PVC切縫管和藥卷綁扎，防止PVC切縫管在藥卷上滑動；

將藥卷頂入炮孔中，套有PVC切縫管的一端位于孔頂，沒有PVC切縫管的一端位于孔口；

將各個藥卷連線，并按爆破規程起爆。

優選地，往采空區上方鉆打的炮孔長度為a，鉆設炮孔數量為每組3～5個，所組成的扇形炮孔之間的夾角為20°～40°。

可選地，所述炮孔長度a需滿足：a≥0.7*h

其中，a為炮孔長度，h為采空區上方堅硬頂板厚度。

優選地，套在藥卷一端的切縫管長度b需滿足：b≥0.3*l

其中，b為套在藥卷一端的PVC切縫管長度，l為藥卷長度。

優選地，藥卷上的PVC切縫管在炮孔中的位置應該滿足以下條件：

PVC切縫管上的切縫位置應當調整到相對的位置，即每組扇形炮孔的切縫應當位于同一平面上，保證爆炸能量能夠有效沿著切縫方向釋放，優先在扇形炮孔之間形成貫穿裂紋。