[發(fā)明專利]一種復(fù)合爆破切割堅硬頂板的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010670578.3
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號: CN111794748B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于斌;邰陽;匡鐵軍;楊鑫春;夏洪春;付茂全
• 申請（專利權(quán)）人: 晉能控股煤業(yè)集團有限公司
• 主分類號: E21C41/18
• 分類號: E21C41/18;F42D1/00;F42D1/08
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發(fā)明屬于采煤技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種復(fù)合爆破切割堅硬頂板的方法，解決了背景技術(shù)中的技術(shù)問題，其包括在臨空巷道的采空區(qū)側(cè)鉆取鉆孔；依次在鉆孔中放入第一助推劑、高能侵徹環(huán)和第二助推劑；將高能侵徹環(huán)的導(dǎo)爆索引出后封孔，然后引爆導(dǎo)爆索；朝向臨空巷道另一端水平移動距離S后，進行下一輪頂板切割。本發(fā)明操作簡易，成本較低，通過控制第一助推劑、第二助推劑和高能侵徹環(huán)，來生產(chǎn)高壓氣體促使裂縫形成，進行定向擴展，能實現(xiàn)較好的切割效果，而且能很好的控制切割裂縫方向，形成貫穿的裂縫面；切割堅硬頂板的方向可控，圍巖擾動小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于采煤技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種復(fù)合爆破切割堅硬頂板的方法。

背景技術(shù)

中國近1/3礦區(qū)為堅硬頂板礦區(qū)。堅硬頂板下，采空區(qū)側(cè)形成三角懸臂或者懸臂梁結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)會擠壓巷道，造成臨空巷道變形破壞嚴重，影響煤礦正常生產(chǎn)。為了控制臨空巷道變形破壞，通常采用加強支護或者水力壓裂方式控制巷道變形。采用加強支護成本較高，其巷道圍巖變形也難以控制，而水壓致裂的壓裂方向難以控制，因此，目前急需一種主動切割堅硬頂板，同時切割裂縫方向可控的切頂方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決背景技術(shù)中的技術(shù)問題，提供了一種復(fù)合爆破切割堅硬頂板的方法，用于煤礦堅硬頂板切頂造縫。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)手段是：一種復(fù)合爆破切割堅硬頂板的方法，包括以下步驟：

步驟一：在臨空巷道的采空區(qū)側(cè)鉆取直徑為D、深度為L和傾角為γ的鉆孔；鉆孔直徑D與堅硬頂板巖石的普氏系數(shù)f相關(guān)：當(dāng)0f3時，鉆孔直徑D為40～45mm；當(dāng)3≤f5時，鉆孔直徑D為50～65mm；當(dāng)5≤f15時，鉆孔直徑D為70～80mm；當(dāng)f≥15時，鉆孔直徑D為80～100mm；根據(jù)堅硬頂板巖石的普氏系數(shù)f來確定鉆孔直徑D，能夠有效的控制高能侵徹環(huán)切縫尺寸和助推劑裂縫擴展的效果；

步驟二：將高度為H₁、直徑為D₁的圓柱形的第一助推劑推入鉆孔底部，且第一助推劑的軸線與鉆孔的軸線平行；

步驟三：再將高度為H₂、最大直徑為D₂的高能侵徹環(huán)推入鉆孔內(nèi)，且高能侵徹環(huán)的軸線與鉆孔的軸線平行，使高能侵徹環(huán)與第一助推劑相接觸；高能侵徹環(huán)的高度H₂與堅硬頂板巖石的單軸抗壓強度σ相關(guān)：H₂＝σL₀/σ₀，式中σ₀＝5MPa，L₀＝10mm，σ的單位為MPa；根據(jù)堅硬頂板巖石的單軸抗壓強度σ來確定高能侵徹環(huán)的高度H₂，能夠有效的控制高能侵徹環(huán)切縫尺寸；高能侵徹環(huán)是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，使本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的；高能侵徹環(huán)不同的高度對應(yīng)不同的規(guī)格，不同規(guī)格的高能侵徹環(huán)中的炸藥量不同，同一規(guī)格的高能侵徹環(huán)中的炸藥量相同；

步驟四：最后將高度為H₁、直徑為D₁的圓柱形的第二助推劑繼續(xù)推入鉆孔內(nèi)，且第二助推劑的軸線與鉆孔的軸線平行，使第二助推劑與高能侵徹環(huán)接觸；

步驟五：將高能侵徹環(huán)的導(dǎo)爆索引出后封孔，然后引爆導(dǎo)爆索；

步驟六：朝向臨空巷道另一端水平移動距離S后，重復(fù)步驟一至步驟五，進行下一輪頂板切割。

本發(fā)明所述方法在鉆孔內(nèi)布置高能侵徹環(huán)和第一助推劑、第二助推劑，激發(fā)高能侵徹環(huán)射流形成裂縫，同時高能侵徹環(huán)爆炸激發(fā)助推劑燃燒，生產(chǎn)高壓氣體對裂縫進行定向擴展，形成貫穿的裂縫面，通過控制第一助推劑、第二助推劑的量以及高能侵徹環(huán)的尺寸，能很好的控制切割裂縫方向，而且切割效果好。

優(yōu)選的，鉆孔的傾角γ的大小為55°～75°。該角度能夠避免巖層垮落過程中對臨空巷道的沖擊載荷。