CN101922902B - 硬岩强度弱化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬岩强度弱化方法，其中包括：在硬岩巷道掘进断面内，沿所述硬岩巷道的轴线方向设置爆破孔组；在所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔；依次引爆每个爆破孔内所填充的爆炸物，以便弱化所述硬岩巷道掘进断面内的硬岩强度。本发明所提供的硬岩强度弱化方法，针对现有技术中利用综掘设备对普氏系数达到8或者大于8的硬岩进行掘进时，对综掘设备的截割部件会造成严重磨损，进而影响岩巷掘进速度的技术缺陷，实现了弱化硬岩强度、减少综掘设备截割部件磨损、保证综掘设备连续工作，以及提高岩巷掘进速度的目的。

Description

硬岩强度弱化方法

技术领域

本发明涉及硬岩强度弱化技术，特别涉及一种为了减少综掘设备磨损并能够保证综掘设备连续作业的硬岩强度弱化方法，属于煤矿工程技术领域。

背景技术

岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有很重要的地位。具体地，在建设新矿井中，岩巷掘进工程量一般约占建设新矿井总工程量的40％-50％，占整个建设新矿井施工工期的35％-50％；在生产矿井中，岩巷掘进工程量一般约占生产总工程量的25％。因此，对于建设新矿井，加快岩巷掘进速度，能实现岩巷快速施工，对建设新矿井可以缩短施工工期，及早形成采区或生产水平区的生产系统，早日投产见效；对于生产矿井，可以保证煤矿采掘关系正常发展，改善采掘接续紧张局面，保证矿井生产能够持续稳产、高产，具有十分重要的意义。

在众多大型煤炭企业中，为加快矿区建设，实现煤炭企业由传统型向现代型的转变，建设新型亿吨级煤炭基地，特别是随着综采、综放技术的应用和高产高效矿井建设的迅猛发展，煤层开采速度和岩巷掘进速度不匹配的问题目益突出，尤其近年来，众多大型煤炭企业矿井的开拓量加大，为缩短建设新矿井的施工期期和缓解正在生产矿井的采掘接续，岩巷快速掘进成为各煤炭企业提高生产发展及保持生产后劲的大事，也是制约矿井水平区、采区、采场“三大接替”的瓶颈。因此，寻求一种“高效快掘”的新方法，以适应新时期矿井发展的需要，便成为相当现实而重要的重大工程问题。

进一步地，为实现岩巷快速掘进的要求，岩巷的掘进方式也发生了转变，由原来的人工手锤打眼发展到现在使用电钻、风锤及综掘等机械设备的转变。在现有技术中，国内外普遍认为现有的综掘设备在截割普氏系数为8或者大于8的硬岩时会产生最大经济效益，但在实际工程中并非如此，虽然大多综掘设备使用说明书中仍在坚持提出产生最大经济效益所需截割硬岩的普氏系数为8或者大于8，但是在对普氏系数达到8或者大于8的硬岩掘进时，对综掘设备中截割部件的磨损相当严重，而且截割下来的岩块也不均匀不利于装运，有时还需二次人工破碎才能进行装运。因此，在现有技术中对普氏系数达到8或者大于8的硬岩掘进时，一般先将综掘设备后移，通过打眼放炮的方式掘进，待岩石强度降低时，再引入综掘设备进行掘进，并将打眼放炮所产生的矸石用运输设备装运出施工现场，综掘设备及运输设备的一退一进必然会导致硬岩掘进的不连续性，严重影响了岩巷的掘进速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬岩强度弱化方法，用以解决现有技术中利用综掘设备对普氏系数达到8或者大于8的硬岩进行掘进时，对综掘设备的截割部件会造成严重磨损，进而影响岩巷掘进速度的技术问题，达到了弱化硬岩强度、减少综掘设备截割部件磨损、保证综掘设备连续工作，以及提高岩巷掘进速度的目的。

为实现上述目的，本发明提供了一种硬岩强度弱化方法，包括：

在硬岩巷道掘进断面内，沿所述硬岩巷道的轴线方向设置爆破孔组；

在所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔；

依次引爆每个爆破孔内所填充的爆炸物，以便弱化所述硬岩巷道掘进断面内的硬岩强度。

由上述可知，本发明所提供的技术方案，针对现有技术中利用综掘设备对普氏系数达到8或者大于8的硬岩进行掘进时，对综掘设备的截割部件会造成严重磨损，进而影响岩巷掘进速度的技术缺陷，实现了弱化硬岩强度、减少综掘设备截割部件磨损、保证综掘设备连续工作，以及提高岩巷掘进速度的目的，同时还具有施工工艺简单，便于推广的有点。

附图说明

图1为本发明硬岩强度弱化方法的流程示意图；

图2为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面一示意图；

图3为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面又一示意图；

图4为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面再一示意图；

图5为本发明对图2所示爆破孔组其中一个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔的示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明硬岩强度弱化方法的流程示意图。如图1所示，本实施例立井揭煤方法包括：

步骤101、在硬岩巷道掘进断面内，沿所述硬岩巷道的轴线方向设置爆破孔组；

图2为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面一示意图。当综掘设备在实际岩巷掘进工程中遇到普氏系数达到8或者大于8的硬岩(本实施例所涉及的硬岩都是普氏系数达到8或者大于8的硬岩)，施工人员则先将综掘设备暂停下来，并开始在硬岩巷道掘进断面内，根据所述硬岩巷道掘进断面内硬岩的强度信息，采用钻孔机沿所述硬岩巷道的轴线方向钻取爆破孔组，如图2所示，可在硬岩巷道掘进断面1内设第一爆破孔2、第二爆破孔3及第三爆破孔4作为爆破孔组，上述爆破孔组中每个爆破孔的直径可为75毫米或93毫米、长度可为30米或50米。

步骤102、在所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔；

在步骤101采用钻孔机沿所述硬岩巷道的轴线方向钻取爆破孔组的后，需对所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔，包括：如图5为本发明对图2所示爆破孔组其中一个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔的示意图所示，结合图2所示，在本实施例中第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4都具有相同的空间构造，在其内装填爆炸物的方式也是相同的。图5所示为图2所示爆破孔组中第一爆破孔2的空间构造，下面以第一爆破孔2为例进行具体说明，第一爆破孔2包括装药段51和封孔段52，其中可预设封孔段52的长度为9米至15米，并且可采用正向装药方式，依次在装药段51内填装多个水胶炸药管53和电雷管作为爆炸物，需要注意的是，在对第一爆破孔2的装药段51填装第一个水胶炸药管53时，将第一个水胶炸药管53靠近其第一爆破孔2的孔底的一端可用11号铁丝一端固定，并将11铁丝另一端延伸出第一爆破孔2的孔口(图5中未画出)，以便在填装多个水胶炸药管53发生卡药时，能顺利地将多个水胶炸药管53从第一爆破孔2中拉出，进一步地，在对第一爆破孔2装药段51填装完多个水胶炸药管53后，还可用长炮棍伸进第一爆破孔2将已填装进装药段51的多个水胶炸药管53推到第一爆破孔2的孔底，每个水胶炸药管53的直径可为67毫米、长度可为1米，是由糊状水胶炸药填装在PVC(Polyvinylchlorid，聚氯乙烯)管中制成的；关于电雷管，在第一爆破孔2内，可将第一电雷管54和第二电雷管55设置为号段为1的同号段的电雷管，并可将它们设置在填装进装药段51的最后一个水胶炸药管53的糊状水胶炸药内，一并随多个水胶炸药管53填装进装药段51内，同样也可直接在多个水胶炸药管53填装进装药段51后，再填装第一电雷管54和第二电雷管55；进一步地，在填装第一电雷管54和第二电雷管55之前，可对第一电雷管54和第二电雷管55的脚线分别剪留至15厘米，并通过所述剪留至15厘米的脚线将第一电雷管54和第二电雷管55以串联或并联的形式连接，并用放炮母线连接所述剪留至15厘米的脚线并引至第一爆破孔2的孔口以外，所述放炮母线用于接通电源时使电雷管爆炸；

在对第一爆破孔2的装药段51装填完爆炸物后，首先保持对封孔段52充分润湿，并采用空气压缩机控制井下压风的风压不小于5个标准大气压，接着以所述井下压风驱动封孔装置，采用封孔粘性黄土颗粒，粘着已充分润湿的封孔段52，以对装药段51进行封孔；

再进一步地，对图2所示爆破孔组中第二爆破孔3和第三爆破孔4装填爆炸物并进行封孔与上述对第一爆破孔2装填爆炸物并进行封孔是类似的，区别仅在于，在第二爆破孔3的装药段51所填装的第一电雷管54和第二电雷管55应设置为号段为2的同号段的电雷管，在第二爆破孔3的装药段51所填装的第一电雷管54和第二电雷管55应设置为号段为3的同号段的电雷管。

步骤103、依次引爆每个爆破孔内所填充的爆炸物，以便弱化所述硬岩巷道掘进断面内的硬岩强度；

接通所述放炮母线所连接的电源，利用图3中第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4中各自装药段51分别所填装的号段为1的同号段的电雷管、号段为2的同号段的电雷管以及号段为3的同号段的电雷管，进行差分爆破，以引爆第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4中各自装药段51分别所填装的多个水胶炸药管53，实现了依次爆破第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4的目的，弱化了硬岩巷道掘进断面1内的硬岩强度。在本实施例中，如图2所示爆破孔组为3个爆破孔的工程参数如下表1所示：

爆破孔名称	爆破孔直径/mm	爆破孔深度/m	水胶炸药管直径/mm	装药段长度/m	封孔段长度/m	电雷管的号段
							第一爆破孔	93	30	67	21	9	1
第二爆破孔	93	30	67	21	9	2
							第三爆破孔	93	30	67	21	9	3

表1爆破孔组为3个爆破孔的工程参数

由上述可知，本实施例所提供的技术方案，针对现有技术中利用综掘设备对普氏系数达到8或者大于8的硬岩进行掘进时，对综掘设备的截割部件会造成严重磨损，进而影响岩巷掘进速度的技术缺陷，实现了弱化硬岩强度、减少综掘设备截割部件磨损、保证综掘设备连续工作，以及提高岩巷掘进速度的目的。

在上述实施例中，如图2所示，可在硬岩巷道掘进断面1内设第一爆破孔2、第二爆破孔3及第三爆破孔4作为爆破孔组，进一步地，如图3为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面又一示意图所示，也可在硬岩巷道掘进断面1内单独设第一爆破孔2，再进一步地，如图4为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面再一示意图所示，还可在硬岩巷道掘进断面1内设第一爆破孔2、第二爆破孔3、第三爆破孔4、第四爆破孔5及第五爆破孔6作为爆破孔组；如图3所示爆破孔组为1个爆破孔的工程参数如下表2所示，以及如图4所示爆破孔组为5个爆破孔的工程参数分别如下表3所示：

爆破孔名称	爆破孔直径/mm	爆破孔深度/m	水胶炸药管直径/mm	装药段长度/m	封孔段长度/m	电雷管的号段
							第一爆破孔	93	15	67	9	6	1

表2爆破孔组为1个爆破孔的工程参数

爆破孔名称	爆破孔直径/mm	爆破孔深度/m	水胶炸药管直径/mm	装药段长度/m	封孔段长度/m	电雷管的号段
							第一爆破孔	93	50	67	35	15	1
第二爆破孔	93	50	67	35	15	2
							第三爆破孔	93	50	67	35	15	3
第四爆破孔	93	50	67	35	15	4
							第五爆破孔	93	50	67	35	15	5

表3爆破孔组为5个爆破孔的工程参数

关于所述爆破孔组中所包含1个、3个、5个或更多个爆破孔可根据硬岩巷道掘进断面1的实际工程面积来确定，且爆破孔组中的爆破孔个数并不限于奇数个，也可为偶数个，其进行硬岩强度弱化施工过程与上述实施是一样的，这里不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种硬岩强度弱化方法，其特征在于，包括：

在硬岩巷道掘进断面内，沿所述硬岩巷道的轴线方向设置爆破孔组；

在所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔；

依次引爆每个爆破孔内所填充的爆炸物，以便弱化所述硬岩巷道掘进断面内的硬岩强度；

其中，所述在所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔包括：

所述爆破孔组中每个爆破孔包括装药段和封孔段，在所述每个爆破孔的装药段装填爆炸物；

并以井下压风驱动封孔装置，采用封孔粘性黄土颗粒，对所述每个爆破孔的封孔段进行封孔。

2.根据权利要求1所述的硬岩强度弱化方法，其特征在于，沿所述硬岩巷道的轴线方向设置爆破孔组包括：

根据所述硬岩巷道掘进断面内硬岩的强度信息，采用钻孔机沿所述硬岩巷道的轴线方向钻取爆破孔组，所述爆破孔组中每个爆破孔的直径为75毫米或93毫米、长度为15米、30米或50米。

3.根据权利要求1所述的硬岩强度弱化方法，其特征在于，在所述每个爆破孔的装药段装填爆炸物，包括：

在所述每个爆破孔的装药段依次填装多个水胶炸药管和电雷管作为所述爆炸物；其中，同一装药段中填装两个同号段的电雷管，不同装药段中所填装的电雷管的号段不同。

4.根据权利要求1所述的硬岩强度弱化方法，其特征在于，对所述每个爆破孔的封孔段进行封孔之前包括：

预设所述封孔段的长度为9米至15米，对所述封孔段进行充分润湿，并采用空气压缩机控制所述井下压风的风压不小于5个标准大气压。

5.根据权利要求3所述的硬岩强度弱化方法，其特征在于，在所述每个 爆破孔的装药段依次填装所述多个水胶炸药管包括：

在所述每个爆破孔的装药段填装第一个水胶炸药管时，将所述第一个水胶炸药管靠近其所在爆破孔的孔底的一端用铁丝一端固定，并将所述铁丝另一端延伸出所述第一个水胶炸药管所在爆破孔的孔口。

6.根据权利要求3所述的硬岩强度弱化方法，其特征在于，在同一装药段中填装两个同号段的电雷管之前，对所述两个同号段的电雷管的脚线进行处理并连接，通过放炮母线将所述处理并连接后的脚线引至所述两个同号段的电雷管所在爆破孔的孔口外。

7.根据权利要求6所述的硬岩强度弱化方法，其特征在于，对所述两个同号段电雷管的脚线进行处理并连接包括：

对所述两个同号段的电雷管的脚线分别剪留至15厘米，通过所述剪留至15厘米的脚线将所述两个同号段的电雷管以串联或并联的形式连接。

8.根据权利要求3所述的硬岩强度弱化方法，其特征在于，所述依次引爆每个爆破孔内所填充的爆炸物包括：

接通电源，使所述不同装药段中所填装的不同号段的电雷管进行微差爆破，以便依次引爆所述不同装药段中所填装的多个所述水胶炸药管。 

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