CN101825417A - 切缝夹砂药包及其爆破安装装置和生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切缝夹砂药包及其爆破安装装置和生产工艺，所述的切缝夹砂药包包括切缝管以及安装于切缝管内的药包，所述切缝管的管壁上以环形阵列方式等间距地开设有四条切缝，同时药包与切缝管之间设置有夹砂药筒，所述药包置于夹砂药筒内，因此，将切缝夹砂药包置于煤矿中开设的炮孔内时，切缝夹砂药包爆炸瞬间在切缝方向形成裂缝，在其它方向形成放射状裂纹网，人为改善煤层裂缝连通网络，使煤层透气性增加，达到提高瓦斯抽放的目的。采用本发明方案，在对某低透气性煤矿进行瓦斯抽放，对比抽放结果，得出瓦斯抽放量是普通瓦斯抽放量的1.79～2.98倍。

Description

切缝夹砂药包及其爆破安装装置和生产工艺

技术领域

本发明涉及一种切缝夹砂药包及其爆破安装装置和生产工艺，属煤矿安全领域。

背景技术

煤炭在能源系统中占重要地位，是我国乃至世界的主要能源。随着我国经济持续高速增长，煤炭需求将保持强劲增长势头，需求量将稳定增长。“十五”期间，煤矿安全技术发展的重点是应用高新技术解决煤矿重大灾害防治中的关键技术难题，提高煤矿灾害综合防治能力。研究高瓦斯低透气性煤矿瓦斯抽放技术是重点课题之一。虽然我国煤炭资源丰富，分布地域广阔，但煤层赋存条件差异大，含瓦斯煤层多，瓦斯储量大，煤与瓦斯突出严重。为了减少瓦斯灾害，改善井下安全作业，提高采掘速度，降低通风费用，在高沼气和煤与瓦斯突出的矿井中，抽放瓦斯已经成为保障安全生产的一项重要的技术措施，尤其在通风量已增加到极限值和粉尘问题已经十分严重的情况下，抽放瓦斯更是必不可少的治理瓦斯的主要手段。我国煤矿目前采用的瓦斯抽放技术主要有以下几种：

①钻孔抽放：其中又分为回采工作面附近卸压区内钻孔瓦斯抽放，未开采本区煤层的钻孔瓦斯抽放等。

②巷道抽放瓦斯：在开采层的上部煤层及岩层中布置巷道并将其密闭从中抽放储存的瓦斯。

③采空区密闭抽放：将采空区密闭，从中抽放积存的瓦斯。

④地面钻孔抽放：从地面打钻抽放煤层瓦斯。

其中回采工作面附近卸压区瓦斯抽放是个较好的方法，它利用了卸压区煤层透气性的大幅度增加(卸压区煤层透气性比未卸压的煤体约大两个数量级)，但是由于卸压带很窄，仅能在工作面打短钻孔，这势必与回采工作发生相互干扰。采空区密闭抽放，给回采工作增加了难度，因而也不是理想的方法。巷道抽放和地面钻孔抽放在一定合适条件下可以使用，但成本太高。在未开采区预抽放该煤层瓦斯是个理想的方法，但仅能够在煤层透气性高的矿井中使用，对煤层透气性低的矿井，正如苏联学者指出的那样，“在现已达到的开采深度，用钻孔来预抽煤层瓦斯，无法保证瓦斯涌出降至所需的程度，为增大煤层瓦斯抽放量所进行的影响煤层性质的所有尝试，暂时尚未形成提高瓦斯抽放效果的工业上可用的方法”。在我国高瓦斯矿井中有相当多的矿井是低透气坚硬难抽煤层，瓦斯抽放率很低，达不到抽放防突的目的。因此，如何提高此类煤层瓦斯抽放率是我国煤炭工业近十年来研究和亟待解决的课题之一。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种切缝夹砂药包，该切缝夹砂药包通过在切缝管与药包之间设置砂层，且切缝管管壁上等间距地设置四条切缝，即切缝两两相对，因此，爆破时，该切缝夹砂药包在切缝方向可以形成爆破裂缝，在其它方向形成放射状裂纹网，最后形成“爆破裂缝—裂纹网—爆破裂缝”的煤层连通环状网络，改善了煤层透气性系数，有效地通过该切缝夹砂药包的爆破提高低透气性煤矿瓦斯抽放；另外，通过使用本发明所述切缝夹砂药包可以减少瓦斯灾害，改善井下安全作业，提高采掘速度，降低通风费用。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种切缝夹砂药包，包括切缝管以及安装于切缝管内的药包，所述切缝管的管壁上以环形阵列方式等间距地开设有四条切缝，同时药包与切缝管之间设置有夹砂药筒，所述药包置于夹砂药筒内。

所述切缝的缝宽为3.0～5.0mm。

切缝管直径比夹砂药筒直径宽2.0～4.0mm。

一种切缝夹砂药包的爆破安装装置，包括炮孔，所述炮孔内安装有切缝夹砂药包，所述炮孔的直径是切缝夹砂药包直径的1.5～2.0倍，爆破时，炮孔内注入耦合介质水。

一种切缝夹砂药包的生产工艺，包括以下步骤：(1)切缝管制备：在PVC管的管壁上以环形阵列方式等间距地开设四条3.0～5.0mm切缝，以获得切缝管；(2)夹砂药筒的制备：采用牛皮纸制作药筒，同时，在药筒的外壁面涂抹粘接剂，以粘接一层砂砾，并在砂砾上粘接覆盖牛皮纸即可获得夹砂药筒，所述夹砂药筒的直径比切缝管直径小2.0～4.0mm，；(3)夹砂药包的制备：将药包置于步骤(2)中制备的夹砂药筒内后，采用防水塑料袋包裹该夹砂药筒即可；(4)切缝管夹砂药包的制备：将步骤(3)所制备的夹砂药包安装在步骤(1)所制备的切缝管内即可。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：

本发明所述的切缝夹砂药包，由于切缝管的管壁上以环形阵列方式等间距地开设有四条切缝，则切缝管的管壁有两对相垂直的对称缝；另外，药包置于夹砂药筒后再安装在切缝管内，因此，爆破时，该切缝夹砂药包在切缝方向可以形成爆破裂缝，在其它方向形成放射状裂纹网，最后形成“爆破裂缝—裂纹网—爆破裂缝”的煤层连通环状网络，改善了煤层透气性系数，有效地通过该切缝夹砂药包的爆破提高低透气性煤矿瓦斯抽放；另外，通过使用本发明所述切缝夹砂药包可以减少瓦斯灾害，改善井下安全作业，提高采掘速度，降低通风费用。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是图1中的A-A剖视示意图；

图3是本发明的爆破安装装置示意图；

其中，切缝管1  切缝11  夹砂药包2  炸药21  牛皮纸22  砂砾23  炮孔3  煤层4。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明的一种实施方式，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

如图1、图2所示，本发明所述的切缝夹砂药包，包括切缝管1以及安装于切缝管1内的药包21，所述切缝管1的管壁上以环形阵列方式等间距地开设有四条切缝11，所述切缝11的缝宽为3.0～5.0mm，同时药包21与切缝管1之间设置有夹砂药筒，所述药包21置于夹砂药筒内，切缝管1直径比夹砂药筒直径宽2.0～4.0mm。

爆破时，将本发明所述切缝夹砂药包安装在炮孔3内，如图3所示，所述炮孔3的直径是切缝夹砂药包直径的1.5～2.0倍，同时炮孔3内注入耦合介质水。

本发明所述的切缝夹砂药包主要包括PVC管，砂砾23，药包21。其具体制作方式如下：

(1)切缝管制备在PVC管的管壁上在按照环形阵列方式等间距地开设缝宽在3.0～5.0mm之间的四条切缝11，则所述的四条切缝11为两组相垂直的对称缝；

(2)夹砂药筒的制备用牛皮纸22制作长度为500mm的药筒，接着在药筒外侧均匀涂上一层粘接剂，所用的粘接剂为浆糊，再在粘接剂上均匀地撒上一层砂砾23，最后缠上两层牛皮纸即可形成夹砂药筒，切缝管1直径比夹砂药筒直径宽2.0～4.0mm；

(3)夹砂药包的制备  把药包21装入步骤(2)制作好的夹砂药筒内，并在夹砂药筒的外侧包裹一层防水塑料袋，即可形成夹砂药包；

(4)切缝夹砂药包的制备把步骤(3)制作好的夹砂药包装入切缝管1内即可；

(5)夹砂药包的爆破安装把制作好的切缝夹砂药包放入炮孔3内，所述炮孔3的直径是切缝夹砂药包直径的1.5～2.0倍，并加耦合介质水即可进行爆破。

所述切缝管1采用常用的PVC管制作；所述砂砾23为河砂；所述耦合介质水为人畜饮用水；所述防水塑料袋为常用塑料袋，其目的是防止耦合介质水进入药包21内；所述浆糊为常用浆糊。

这种切缝夹砂药包爆炸瞬间在切缝11方向形成裂缝，在其它方向形成放射状裂纹网，人为改善煤层4裂缝连通网络，使煤层4透气性增加，达到提高瓦斯抽放的目的。采用本发明方案，在对某低透气性煤矿进行瓦斯抽放，对比抽放结果，得出瓦斯抽放量是普通瓦斯抽放量的1.79～2.98倍。。

Claims (6)

1.一种切缝夹砂药包，包括切缝管以及安装于切缝管内的药包，其特征在于，所述切缝管的管壁上以环形阵列方式等间距地开设有四条切缝，同时药包与切缝管之间设置有夹砂药筒，所述药包置于夹砂药筒内。

2.根据权利要求1所述的切缝夹砂药包，其特征在于，所述切缝的缝宽为3.0～5.0mm。

3.根据权利要求1所述的切缝夹砂药包，其特征在于，切缝管直径比夹砂药筒直径宽2.0～4.0mm。

4.一种权利要求1所述切缝夹砂药包的爆破安装装置，包括炮孔，其特征在于，所述炮孔内安装有切缝夹砂药包，所述炮孔的直径是切缝夹砂药包直径的1.5～2.0倍。

5.根据权利要求4所述的切缝夹砂药包的爆破安装装置，其特征在于，爆破时，炮孔内注入耦合介质水。

6.一种权利要求1所述切缝夹砂药包的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)切缝管制备：在PVC管的管壁上以环形阵列方式等间距地开设四条1.0～3.0mm切缝，以获得切缝管；

(2)夹砂药筒的制备：采用牛皮纸制作药筒，同时，在药筒的外壁面涂抹粘接剂，以粘接一层砂砾，并在砂砾上粘接覆盖牛皮纸即可获得夹砂药筒，所述夹砂药筒的直径比切缝管直径小2.0～4.0mm；

(3)夹砂药包的制备：将药包置于步骤(2)中制备的夹砂药筒内后，采用防水塑料袋包裹该夹砂药筒即可；

(4)切缝管夹砂药包的制备：将步骤(3)所制备的夹砂药包安装在步骤(1)所制备的切缝管内即可。

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