CN103216264B - 预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法 - Google Patents
预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103216264B CN103216264B CN201310145500.XA CN201310145500A CN103216264B CN 103216264 B CN103216264 B CN 103216264B CN 201310145500 A CN201310145500 A CN 201310145500A CN 103216264 B CN103216264 B CN 103216264B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- active workings
- drift active
- object model
- hole
- mining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明属于地下工程领域，通过预裂爆破控制受采动影响的回采巷道围岩变形的一种方法。通过在回采巷道顶板围岩内打钻孔，在孔内采用连续装药和间隔装药的装药结构，用爆破作用在回采工作面上覆岩层和回采巷道基本顶之间的形成预裂切割缝，达到降低回采工作面的采动对回采巷道的影响，同时布设围岩变形监测断面以检验预裂切割的效果。本发明能有效控制受采动影响回采巷道围岩变形难以控制的问题，保证受采动影响的回采巷道能在生产过程中能正常使用。
Description
技术领域
本发明属于回采巷道围岩变形控制的一种方法，适用于受采动影响围岩变形剧烈的回采巷道。
背景技术
回采巷道主要是为采煤工作面服务的工程，回采巷道通常在回采工作面开采前围岩变形相对较小，而在回采过程中回采巷道变形破坏严重，直接威胁到的作业人员安全和通风顺畅。根据现在的矿压理论认为，在回采过程中由于采场顶板中的基本顶周期性断裂和超前支承压力周期性对回采巷道围岩的扰动，回采巷道基本顶和采场工作面基本顶周期性的相互作用，表现为回采巷道围岩变形随着工作面的开采变形逐渐增大，威胁到的作业人员及材料通道的正常使用和造成工作面通风不顺畅。
目前回采巷道采用的围岩控制的方法主要有锚杆支护、锚杆联合支护、梯形金属支架支护、U型钢支护、拱形可缩性金属支架支护等方法。回采巷道超前支护段一直沿用单体液压支柱配铰接顶进行加强支护。在一些煤矿开采中回采巷道围岩变形破坏严重，需反复维修，并巷道维护困难。工人劳动强度大，生产效率低，既增加了开采成本，又影响工作面推进速度；巷道超前支护安全程度低，易发生片帮、冒顶事故，威胁着工人的生命安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种控制受采动影响剧烈回采巷道围岩变形的方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
①发明一种适用于受采动影响剧烈的回采巷道围岩变形控制的一种方法，主要采用预裂爆破作用在回采巷道和回采工作面的基本顶岩层之间形成预裂缝，以降低回采巷道受回采工作面的采动影响，以达到控制回采巷道围岩变形的目的。
②通过在回采巷道顶板围岩内采用打钻孔，钻孔位置在回采巷道靠近采场一侧，其距离为0.5m；钻孔深度为回采巷道基本顶的高度；钻孔间距为1.5m。
③间隔装药钻孔的装药具体结构：在孔内布设导爆管，在距离孔底0.5m范围内安装水炮泥，安装第一段煤矿炸药，在第一段煤矿炸药下部0.5m范围内再安装水泡泥0.2m，安装第二段煤矿炸药，在距离基本顶下部0.5m范围内再安装水泡泥，封孔采用粘土炮泥封孔。
④连续装药钻孔的装药具体结构：在孔内布设导爆管，在距离孔底0.7m范围内安装水炮泥，安装煤矿炸药，在距离基本顶下部0.7m范围内再安装水泡泥，封孔采用粘土炮泥封孔。
⑤采用微差起爆，微差起爆的总时间不超过100ms。
⑥在施工钻孔区域的回采巷道内布设围岩变形监测断面以检验预裂切割的效果。
本发明的有益技术效果在于：
①在回采巷道的顶板围岩采用预裂爆破形成的预裂缝，改变回采巷道顶板围岩基本顶的连续性，达到降低回采巷道基本顶受回采工作面的采动影响。
②通过回采巷道顶板围岩预裂爆破改变基本顶的结构实现降低回采巷道围岩变形和受力状况，以降低工人劳动强度，提高生产效率。
本发明适用于以下类型采煤工作面的回采巷道：
①受采动影响围岩变形剧烈的回采巷道。②留窄煤柱护巷的沿空巷道。③存在底臌的巷道。
附图说明
图1本发明的回采巷道顶板围岩预裂爆破切割基本顶岩层的示意图（剖面A-A）。
图2预裂爆破切割缝在回采工作面与回采巷道之间的关系示意图。
图3预裂爆破钻孔和爆破后的预裂缝示意图（剖面B-B）。
图4钻孔及相邻钻孔内的装药结构示意图。
图中：1-预裂爆破切割裂缝 2-回采巷道 3-回采巷道基本顶板和直接顶板岩层 4-回采工作面 5-煤矿炸药 6-水泡泥 7-导爆索 8-粘土炮泥 9-毫秒延期电雷管 10-爆破钻孔
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
回采工作面（4）在开采过程中形成的采动影响造成上覆岩层断裂是一个极其复杂的过程。对岩体活动起主导控制作用的岩层称为关键层，上覆岩层的主要载荷是由关键层承担，关键层的稳定情况关系到整个回采过程中上覆岩层的移动形式和规模。在上覆岩层自重和采动影响的共同作用下，回采巷道（2）基本顶（3）的煤岩体先进入塑性状态，继而扩展为塑性铰接。随着回采巷道（2）基本顶（3）的煤岩体有效刚度的减小，最终顶板的边界由固定边界变成简支。从开切眼到基本顶（3）初次垮落前，基本顶（3）岩层近似为矩形薄板结构悬露于采空区上方，可假设基本顶岩层为四边固定的薄板。基本顶（3）初次垮落后，已采空间上方的基本顶（3）岩层仍为板式结构，但薄板的支承边界条件与初次垮落前的不同，由于直接顶板冒落后难以充满采空区，所以周期来压时可以视基本顶（3）为三边固支一边自由的薄板。通过对回采巷道（2）基本顶煤岩体的预裂切割将顶板的固定边界直接改变为简支边界，缩短了顶板边界条件的转化过程，从而达到减弱顶板边界约束和控制围岩破断。
按照采用卸压方法的不同分为钻孔切割、爆破切割和高压水流切割等形式。
在采场上方存在关键岩层的受采动影响围岩变形剧烈回采巷道、留窄煤柱护巷沿空巷道、存在底臌巷道等。
预裂爆破回采巷道（2）基本顶（3）岩层控制围岩变形的施工方法包括以下步骤：①通过回采工作面（4）的地质资料确定回采巷道（2）基本顶的位置和厚度，通过计算回采过程中回采巷道（2）受到采动影响的严重程度，以确定是否要采用预裂爆破切割回采巷道（2）基本顶（3）板岩层。②确定采用预裂爆破切割回采巷道（2）基本顶（3）岩层的方法和相关参数，如钻孔切割就需要计算钻孔（1）的直径、间距和深度等。③为了检验回采工作面（4）对回采巷道（2）的采动影响，需要在回采巷道（2）施工预裂切割区域的布设围岩变形监测断面以检验对回采巷道（2）基本顶（3）岩层预裂切割的效果。
回采巷道（2）基本顶（3）岩层预裂爆破切割控制围岩变形的最终效果需要通过无切割缝巷道围岩变形和支护结构所受的压力监测数据比较来确定是否达到了巷道围岩卸压。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工程技术人员在本发明的技术范围内，可做一些变换，如预裂切割巷道顶板的形式、位置和深度等，都应该作为侵犯本发明的保护范围。因此本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法，由钻孔、炸药、起爆器材和封孔材料组成，其特征在于：
(1)通过在回采巷道顶板围岩内打钻孔，钻孔位置在回采巷道靠近采场一侧，其距离巷帮为0.5m；钻孔深度为回采巷道基本顶的高度，钻孔间距为1.5m；
(2)间隔装药钻孔的装药具体结构：在孔内布设导爆管，在距离孔底0.7m范围内安装水炮泥，安装煤矿炸药，在距离基本顶下部0.7m范围内再安装水泡泥，封孔采用粘土炮泥封孔；
(3)连续装药钻孔的装药具体结构：在孔内布设导爆管，在距离孔底0.5m范围内安装水炮泥，安装第一段煤矿炸药，在第一段煤矿炸药下部0.5m范围内再安装水泡泥0.2m，安装第二段煤矿炸药，在距离基本顶下部0.5m范围内再安装水泡泥，封孔采用粘土炮泥封孔。
2.根据权利要求1所述的预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法，其特征在于：采用微差起爆，微差起爆的总时间不超过100ms。
3.根据权利要求1所述的预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法，其特征在于：在施工钻孔区域的回采巷道内布设围岩变形监测断面以检验预裂切割的效果。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310145500.XA CN103216264B (zh) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310145500.XA CN103216264B (zh) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103216264A CN103216264A (zh) | 2013-07-24 |
| CN103216264B true CN103216264B (zh) | 2015-04-22 |
Family
ID=48814379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310145500.XA Expired - Fee Related CN103216264B (zh) | 2013-04-24 | 2013-04-24 | 预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103216264B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103791786B (zh) * | 2014-03-12 | 2015-07-08 | 中铁二局股份有限公司 | 地下连续墙基岩成槽预裂爆破方法 |
| CN104481544B (zh) * | 2014-09-16 | 2016-07-27 | 西安建筑科技大学 | 巷道帮臌的钻孔爆破卸压方法 |
| CN108252716A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-07-06 | 新疆大学 | 一种应用人工切割缝的工作面煤壁保护方法 |
| CN108825277A (zh) * | 2018-06-20 | 2018-11-16 | 湖南科技大学 | 一种隔绝工作面支承压力的回采巷道围岩控制方法 |
| CN109826628B (zh) * | 2019-01-18 | 2020-09-08 | 山东科技大学 | 一种坚硬顶板条件下预裂成拱的无煤柱开采方法 |
| CN111622758A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-09-04 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 一种减轻冲击地压灾害的卸压方法 |
| CN112727461B (zh) * | 2021-01-04 | 2023-04-18 | 天地科技股份有限公司 | 沿空巷道采动应力叠加控制方法 |
| CN113216977A (zh) * | 2021-04-15 | 2021-08-06 | 华能煤炭技术研究有限公司 | 工作面架后断顶爆破方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100564803C (zh) * | 2006-11-27 | 2009-12-02 | 杨仁树 | 岩巷掘进方法 |
| CN101368812B (zh) * | 2008-09-25 | 2011-12-21 | 中国核工业华兴建设有限公司 | 核岛负挖环廊预裂爆破方法 |
| CN101441055A (zh) * | 2008-12-31 | 2009-05-27 | 中煤平朔煤业有限责任公司 | 一种预裂爆破方法 |
| CN102519323B (zh) * | 2011-12-06 | 2014-07-02 | 兰州大学 | 切缝管预裂爆破法 |
-
2013
- 2013-04-24 CN CN201310145500.XA patent/CN103216264B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103216264A (zh) | 2013-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103216264B (zh) | 预裂爆破回采巷道基本顶岩层控制围岩变形的方法 | |
| CN109611143B (zh) | 顶板水压致裂多参量综合监测系统及致裂效果判别方法 | |
| CN104763432B (zh) | 一种高应力巷道围岩卸压控制大变形的方法 | |
| CN103821558B (zh) | 煤矿采空区充填采矿及沿空留巷充填工艺 | |
| CN113404535B (zh) | 一种煤矿井上下水力压裂防治冲击地压的方法 | |
| CN209761499U (zh) | 顶板水压致裂多参量综合监测系统 | |
| CN112780340B (zh) | 一种煤矿井上下区域超前防治冲击地压的方法 | |
| CN111270987A (zh) | 一种煤矿井下远程区域精准防控冲击地压方法 | |
| WO2011103620A1 (en) | A method of reducing subsidence or windblast impacts from longwall mining | |
| CN108343418B (zh) | 从地表定向水压致裂预裂基岩控制采动影响范围的方法 | |
| CN112879011B (zh) | 一种含水层下坚硬覆岩预裂弱化控制导水裂缝带高度方法 | |
| CN110067592B (zh) | 基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法 | |
| CN110966002B (zh) | 一种基于密集钻孔的切顶卸压方法 | |
| CN109826628A (zh) | 一种坚硬顶板条件下预裂成拱的无煤柱开采方法 | |
| CN112377193B (zh) | 基于顶板下位关键层断顶卸压的深井小煤柱沿空留巷方法 | |
| Li et al. | Determination of working resistance based on movement type of the first subordinate key stratum in a fully mechanized face with large mining height | |
| CA3183505A1 (en) | Raise caving method for mining an ore from an ore body, and a mining infrastructure, monitoring system, machinery, control system and data medium therefor | |
| CN115788435A (zh) | 煤矿井上下立体防治冲击地压的系统和方法 | |
| CN112922598A (zh) | 一种通过切顶卸压减小沿空掘巷顶板压力的方法 | |
| CN115288681A (zh) | 一种煤矿顶板区域压裂源头防治冲击地压方法 | |
| CN111946343A (zh) | 一种地面垂直孔复合喷射压裂解决坚硬顶板难垮落的方法 | |
| Zhu et al. | Study of the stability control of rock surrounding longwall recovery roadways in shallow seams | |
| Qin et al. | Stability and control of retracement channels in thin seam working faces with soft roof | |
| CN110552700B (zh) | 一种基于二氧化碳爆破的顶板深部围岩卸压方法及系统 | |
| Konicek | Destressing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Yaoming Inventor after: Zhang Qianxin Inventor before: Liu Zenghui Inventor before: Meng Xiangrui Inventor before: Feng Yinghua Inventor before: Zhao Guangming Inventor before: Gao Zhaoning Inventor before: Wang Xiangqian Inventor before: Meng Long Inventor before: Yang Min |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171207 Address after: 364300 Longyan City, Fujian province Wuping County in the town of Yue Yang Village Patentee after: WUPING ZIJIN MINING Co.,Ltd. Address before: 232001 Anhui Province, Huainan city Shungeng Road No. 168 Patentee before: Anhui University Of Science And Technology |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150422 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |