[實用新型]水力壓裂聯合水壓爆破巷道大進尺掘進致裂裝置

有效

• 申請號: 201921847000.X
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN210829272U
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 于建新;劉煥春;褚懷保;張英才;王金星;徐平;馮路;郭敏;陳晨
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D9/10;E21B43/26;F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

本實用新型屬于巷道掘進技術領域，具體涉及一種水力壓裂聯合水壓爆破巷道大進尺掘進致裂裝置，包括水致裂設備和爆破設備，水致裂設備包括封孔裝置、高壓導流管和高壓水泵站，封孔裝置將煤孔內部封閉為密閉腔體，高壓導流管的兩端分別與密閉腔體和高壓水泵站連接；爆破設備的爆破裝置設置在煤孔內，與煤孔外的起爆裝置連接；爆破裝置包括密閉腔體的承壓爆破管和密閉填裝在其內部的炸藥及電雷管，承壓爆破管的側壁設置有沿其長度方向的V型的Y聚能槽和X聚能槽。本致裂裝置可以對鉆孔實施水壓致裂?爆破致裂?水壓致裂的復合致裂，使鉆孔的分布密度大大減小，聚能槽使爆破時裂紋的方向可控，有效地隔離開采區和非開采區，確保非開采區的穩定。

技術領域

本實用新型屬于巷道掘進技術領域，具體涉及一種水力壓裂聯合水壓爆破巷道大進尺掘進致裂裝置。

背景技術

在煤炭開采的過程中，有時難免會遇到堅硬的煤巖，此時采用常規的機械采煤無法滿足要求，必須先采用松動、破裂的方式以降低頂煤強度，然后再進行機械開采。經過對現有技術文獻檢索發現，中國專利申請號201610500132.X，實用新型名稱：一種水壓致裂分段爆破快速掘進巷道的方法，公開號CN106150507A，該專利自述為：本實用新型專利涉及一種礦井下硬巖中巷道快速掘進的方法，包括以下步驟：(1)在超前掘進面上鉆5個與掘進面方向相平行的鉆孔，外邊四個鉆孔的布置方式呈現棱形布置，最后一個孔位于棱形中間布置，并在所述鉆孔中由鉆孔的孔底依次向孔口開設若干個楔形環槽，每個楔形環槽相隔一定的距離；(2)將注水封孔器連通于高壓管及高壓水泵，由孔底依次逐個將每個楔形環槽進行預裂，在高壓預裂過程中，要對水壓實時監測；(3)對所述呈菱形設置的四個孔裝藥，所述裝藥的層數與楔形環槽的個數相等，所述裝藥的位置是在任意兩個所述楔形環槽的中間位置，所述裝藥的步驟是將藥卷送入孔內緊密相連，后再送入炮泥壓實，完成第一層裝藥，再重復以上步驟，直至所有的鉆孔裝滿，完成裝藥后，用炮泥進行封孔，連接爆破網絡，采用毫秒爆破進行施爆；(4)向中間的鉆孔注入相應的化學溶液，實現快速掘進巷道。

現有技術方案存在的主要缺點是在掘進面布設的5個鉆孔裝藥爆破難以控制開挖面的輪廓形狀，同時極有可能出現欠挖的現象，極大地影響了掘進速度，從而增加了施工成本。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種水力壓裂聯合水壓爆破巷道大進尺掘進致裂裝置，以較好地控制裂紋的擴展方向，率先在隧道工作輪廓面形成一道寬大裂縫，將開采區和非開采區分離開，有效地防治其他方向裂紋的擴展，同時將初步水壓致裂、定向爆破致裂、再次水壓致裂相結合，極大地提高了裂紋擴展深度和寬度，使得硬質煤巖變得更加松散，既便于開采，又能提升煤層的透氣性；另外本實用新型在整個爆破孔長度上可以設置多段該種致裂裝置，并分段進行密封，可以多段爆破裝置同時起爆，實現毫秒延時爆破，從而實現對煤巖體的多次擾動。

為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種水力壓裂聯合水壓爆破巷道大進尺掘進致裂裝置，該致裂裝置具體包括水致裂設備和爆破設備；所述水致裂設備包括封孔裝置、高壓導流管和高壓水泵站，所述封孔裝置設置在煤孔內，封孔裝置將煤孔內部封閉為密閉腔體，所述高壓導流管的一端與所述密閉腔體連通，另一端與所述高壓水泵站連接，高壓水泵站用于向所述密閉腔體內通入壓力致裂水；所述爆破設備包括爆破裝置和起爆裝置，所述爆破裝置設置在煤孔內，爆破裝置通過電雷管腳線與所述起爆裝置連接；所述爆破裝置包括承壓爆破管、炸藥和電雷管，所述承壓爆破管為密閉腔體，所述承壓爆破管可承受的外界壓強大于壓力致裂水的壓強，炸藥和電雷管密閉填裝在所述承壓爆破管內，所述承壓爆破管的側壁設置有沿所述承壓爆破管長度方向的V型內凹槽，分別為Y聚能槽和X聚能槽，所述X聚能槽和所述Y聚能槽的開口中心線位于所述承壓爆破管的中心線上。