[發明專利]一種高瓦斯礦井巨厚堅硬頂板定向預裂松動方法

在審

• 申請號: 201910243562.1
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109827484A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 岳中文;王濟祥;胡曉冰;張靖翎;董智文;高鴻集;宋晨哲;岳小磊;路聰聰
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: F42D3/04
• 分類號: F42D3/04;F42D1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高瓦斯礦井巨厚堅硬頂板定向預裂松動方法。主要內容包括：首先在距離開挖煤層頂面一定距離施工瓦斯高抽巷；然后在瓦斯高抽巷中向采空區頂板鉆打炮孔，用水袋和藥卷依次裝填與一種特制定向穿孔管；最后將各藥卷用導爆索連接并送入孔中按爆破規程起爆，實現水耦合爆破，完成頂板定向預裂松動作業。本發明將軸向水耦合裝藥運用于頂板松動預裂爆破作業中，大大提高能量利用率，在采煤作業的同時鉆炮孔，提高工作效率，同時人工控制巨厚堅硬頂板的垮落步距，保證了采煤作業的安全進行。

技術領域

本發明應用于高瓦斯礦井巨厚堅硬頂板人工放頂領域，涉及到巨厚堅硬頂板控制技術，具體涉及一種高瓦斯礦井巨厚堅硬頂板定向預裂松方法。

背景技術

在目前我國的經濟建設過程中，煤炭作為主要能源，在我國的一次性能源生產和消費中占據了主要的地位。煤炭工業是關系國家經濟命脈和能源安全的重要基礎產業，并且在未來相當長時期內，煤炭作為主要能源的地位仍不會改變。

近幾年來，采煤工作面堅硬頂板難于垮落問題，在國內外頂板控制中顯得越發突出。部分作業初次垮落跨度達50m以上，冒落面積在3000m²以上，大面積的頂板在極短的時間內冒落，不僅對回采工作面支護產生嚴重的破壞，而且把已采空間的空氣瞬間排出，形成巨大的風暴，對人員和設備造成嚴重損害，甚至對附近巷道乃至礦井破壞極大。目前的高瓦斯礦井中，往往存在頂板堅硬且厚、頂板難以控制的特點。對于堅硬頂板，通常實施常規爆破控制，但是始終存在炸藥能量利用率低，粉塵量大等缺點。

基于以上存在的問題，本發明提出一種高瓦斯礦井巨厚堅硬頂板的定向預裂松方法，利用定向射孔軸向水耦合裝藥，有效提高能量利用率，提高降塵效果。

發明內容

本發明提供了一種高瓦斯礦井巨厚堅硬頂板的定向預裂松方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種高瓦斯礦井巨厚堅硬頂板的定向預裂松方法，包括如下步驟：

S1、在距離煤層頂板一定距離處施工瓦斯高抽巷；

S2、待一定距離的煤礦開采完成后，在高抽巷中向煤礦采空區頂板鉆打炮孔；

S3、在一種特制的PVC定向穿孔管中依次裝填藥包和水袋，進行封堵后將各藥包用導爆索連接并送入孔中，按爆破規程起爆，完成巨厚堅硬頂板定向預裂松動爆破作業。

進一步的，所述方法具體包括如下步驟：

首先，在距煤層頂板垂直距離15-20m，距回風巷水平距離15-20m處施工瓦斯高抽巷，瓦斯高抽巷寬2-4m，高2-3m，煤礦開采分段完成，每隔10-15m為一段；

然后，待上述距離開采完成后，在高抽巷中向煤礦采空區頂板鉆打炮孔，每組炮孔由兩個炮孔組成，其所在平面垂直于頂板平面，靠上的炮孔與巷道夾角為90°，靠下的炮孔與巷道夾角為75°-80°，兩炮孔垂直距離為0.8-1.0m，孔徑為75-80mm，炮孔長度為80-100m，其終孔距進風巷水平距離30-40m。

優選地，一種特制的PVC定向穿孔管，PVC管直徑設置略小于炮孔直徑，以使PVC管能夠順利送入炮孔，設置PVC管外徑75mm，管長1250mm，在保證PVC管強度的前提下同時節約成本，設置管壁厚2-3mm，管壁四周沿其軸線方向均勻打四組聚能射孔，孔徑25mm，間距50mm，兩端設有連接裝置。

最后，在所述PVC管中依次間隔裝填藥卷和水袋，并進行封堵，各藥卷通過導爆索連接后，將PVC管依次連接送入炮孔中，利用導爆索高爆速形成瞬間沿炮孔全程均勻分布的水沖擊波壓力破壞巖體，實現水耦合爆破。

優選地，各PVC管上的聚能射孔設置于同一直線上，保證爆炸能量能有效地沿聚能射孔朝向釋放，并使爆破形成的斷面與頂板平面平行。