[發(fā)明專(zhuān)利]一種煤巖爆破致裂形成巷道防沖弱結(jié)構(gòu)層的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010138827.4
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111255465A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高明仕;賀永亮;徐東;俞鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21D9/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D9/00;F42D3/04
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張聯(lián)群

本發(fā)明公開(kāi)了一種煤巖爆破致裂形成巷道防沖弱結(jié)構(gòu)層的方法，利用爆破致裂煤巖體，形成煤巖體弱結(jié)構(gòu)層，吸收沖擊礦壓發(fā)生釋放的能量，防治沖擊礦壓。通過(guò)向巷道兩幫的支護(hù)層外設(shè)置若干爆破致裂鉆孔，在爆破致裂鉆孔內(nèi)放入炸藥，根據(jù)煤巖體性質(zhì)確定炸藥量，對(duì)煤巖體進(jìn)行不同層次的分組爆破。本發(fā)明能有效致裂煤巖體實(shí)現(xiàn)煤巖體的弱結(jié)構(gòu)層，吸收沖擊礦壓能量。在有效保護(hù)巷道支護(hù)層的前提下，有效減弱沖擊礦壓對(duì)巷道的破壞程度，對(duì)于沖擊礦壓的防治具有重要意義，其方法簡(jiǎn)便，安全、方便、經(jīng)濟(jì)，在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有廣泛的實(shí)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種形成巷道防沖弱結(jié)構(gòu)層的方法，。尤其是一種適用于煤礦井下巷道掘進(jìn)與開(kāi)采安全技術(shù)領(lǐng)域中的煤巖爆破致裂形成巷道防沖弱結(jié)構(gòu)層的方法。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)沖擊礦壓(沖擊地壓)的礦井已達(dá)到157個(gè)以上，隨著開(kāi)采深度的增加，沖擊礦壓礦井?dāng)?shù)量將會(huì)逐漸增多，沖擊礦壓一旦發(fā)生，將會(huì)對(duì)礦工的的生命造成極大的威脅，對(duì)礦井造成巨大的損失。沖擊礦壓是在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中，由于采動(dòng)影響使巷道及工作面原有的力學(xué)平衡受到破壞，其彈性能發(fā)生迅猛釋放的動(dòng)力現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)會(huì)波及地面建筑物。因此，沖擊礦壓?jiǎn)栴}已成為煤礦掘進(jìn)與開(kāi)采、威脅礦井安全的一大技術(shù)難題。

沖擊礦壓發(fā)生次數(shù)隨煤層開(kāi)采深度增加呈現(xiàn)非線(xiàn)性增長(zhǎng)關(guān)系，沖擊礦壓防治技術(shù)的有效性，直接決定了沖擊礦壓的災(zāi)害能否被有效降低。特別是在一些嚴(yán)重沖擊礦壓礦井，盡管采取了多種防治技術(shù)，還是沒(méi)能消除沖擊礦壓這一災(zāi)害。

我國(guó)的大部分煤礦煤層堅(jiān)硬或者煤層上有完整的堅(jiān)硬頂板，由于煤巖體的強(qiáng)度大、硬度高，煤巖體完整，容易積聚大量彈性能，影響巷道掘進(jìn)與工作面的開(kāi)采，同時(shí)對(duì)巷道的穩(wěn)定性也構(gòu)成威脅。巷道煤巖體一旦突然垮落，大量的彈性能突然釋放，震動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致煤巖體沖擊礦壓的發(fā)生，對(duì)附近巷道或工作面也構(gòu)成了極大的威脅。

爆破(藥壺爆破)致裂煤巖體實(shí)現(xiàn)弱結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種用于煤炭掘進(jìn)防治沖擊地壓的新理念，與傳統(tǒng)的防治沖擊地壓技術(shù)與方法不同。對(duì)煤礦的安全、高效掘進(jìn)有重要的意義。應(yīng)用爆破(藥壺爆破)致裂煤巖體實(shí)現(xiàn)弱結(jié)構(gòu)技術(shù)控制巷道兩幫煤巖體，吸收沖擊礦壓能量，應(yīng)用于控制和防治沖擊礦壓，對(duì)沖擊礦壓礦井的安全開(kāi)采、巷道支護(hù)和沖擊礦壓防治具有重要意義。

現(xiàn)有的技術(shù)中，對(duì)沖擊礦壓的防治是不斷的進(jìn)行卸壓，水壓致裂進(jìn)行頂板、頂煤、巷道兩幫煤巖體的直接致裂，從而減少頂板或頂煤來(lái)壓時(shí)的強(qiáng)度及煤巖體的沖擊性。這種方法不能有效的解決沖擊礦壓對(duì)巷道和工作面的危害，而且減弱了對(duì)巷道的支護(hù)效果，成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種煤巖爆破致裂形成巷道防沖弱結(jié)構(gòu)層的方法，基于藥壺爆破致裂煤巖體實(shí)現(xiàn)弱結(jié)構(gòu)層，使煤巖體破裂成為弱結(jié)構(gòu)層，吸收沖擊礦壓能量，從而減弱沖擊礦壓能量對(duì)巷道兩幫及頂板的威脅，防止沖擊礦壓的發(fā)生。

技術(shù)方案：本發(fā)明的煤巖爆破致裂形成巷道防沖弱結(jié)構(gòu)層的方法，包括如下步驟：

a.在巷道沿掘進(jìn)工作面掘進(jìn)過(guò)程中，間隔距離用鉆機(jī)分別在巷道左右兩幫向煤巖體中打若干個(gè)爆破致裂鉆孔，爆破致裂鉆孔位置根據(jù)煤巖性質(zhì)及礦壓觀(guān)測(cè)記錄確定，左幫與右?guī)偷谋浦铝雁@孔對(duì)稱(chēng)布置；

b.向爆破致裂鉆孔內(nèi)設(shè)定的裝藥位置處送入炸藥，連接引線(xiàn)，依次按順序?qū)θ舾杀浦铝雁@孔實(shí)施煤巖體爆破致裂，使若干個(gè)爆破致裂鉆孔產(chǎn)生若干個(gè)致裂后的弱結(jié)構(gòu)層，實(shí)現(xiàn)巷道兩幫煤巖體破裂，從而形成巷道防沖弱結(jié)構(gòu)。

所述若干爆破致裂鉆孔孔口之間的間隔為1.5～3m。

所述若干爆破致裂鉆孔垂直巷道兩幫打入。

所述若干爆破致裂鉆孔的鉆孔直徑為70～90mm，孔深不小于20m。

所述向爆破致裂鉆孔內(nèi)設(shè)定的裝藥位置位于內(nèi)強(qiáng)小結(jié)構(gòu)支護(hù)層外2～3m處，內(nèi)強(qiáng)小結(jié)構(gòu)支護(hù)層為6～12m。