CN106884660A - 一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法 - Google Patents

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王方田
梁宁宁
赵宾
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    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/006Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by making use of blasting methods

Abstract

本发明公开了一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法。该方法在工作面超前支护区范围外,在护巷煤柱底角以一定角度向煤柱底板方向施工钻孔,采用分组装药一次起爆的形式预裂底板,有效释放护巷煤柱和巷道围岩的集中应力,减少巷道尤其是底板变形量,改善巷道围岩控制效果,相较于传统的开掘卸压槽、底板注浆、底板锚固等底鼓治理方法具有施工简单、节省人工及物料成本、高效可靠的优点,具有广泛的适用性。

Description

一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种控制巷道变形的方法,尤其是一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控 制巷道变形的方法。
背景技术
[0002] 工程实践表明控制巷道变形是保证巷道正常使用的关键所在,围岩控制问题也一 直是影响我国煤矿生产建设的技术难题之一。巷道开挖后,其围岩应力环境发生改变,在采 空区侧向支承压力、工作面超前支承压力及工作面回采的剧烈影响下,沿空巷道围岩变形 破坏严重,尤其是底鼓严重,治理难度大(特别是底鼓严重,需多次起底,治理难度大)。巷道 变形导致巷道断面减小,运输、行人、通风困难,不仅影响煤矿安全生产,而且底鼓现象破坏 了底板的完整性,使得底板岩石较为破碎,液压支柱柱腿容易陷入底板,减少了支撑阻力, 加剧了巷道顶板下沉、破坏,从而导致巷道维护困难。另外,巷道底鼓会破坏铺设在底板上 的轨道、输送机、管线等设备,以及排水沟、硐室等设施,造成巷道服务年限缩短,影响工作 面正常生产。
[0003]为了解决上述问题,现有技术中控制巷道变形的方法主要有开掘卸压槽、底板注 浆、底板锚固等方法。
[0004]开掘卸压槽:成巷后,在底板适当位置开挖卸压槽,为底板变形预留一定空间,释 放底板集中的高应力。
[0005] 底板注浆:采用地面注浆站,通过注浆管路和巷道底板注浆孔,使浆液在注浆压力 下沿底板裂隙扩散,充填底板岩层裂隙,加固巷道底板。
[0006] 底板锚固):采用底板锚杆(索)钻机在巷道底板钻孔,成孔后,通过锚固剂锚固底 板锚杆(索),加固巷道底板。
[0007]通过开掘卸压槽、底板注浆、底板锚固等措施进行巷道底鼓治理,具有成本高、费 工费时、施工困难、干扰工作面生产等缺点。
发明内容
[0008]本发明所要解决的技术问题在于,克服现有技术存在的缺陷,提出了一种护巷煤 柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法,以达到改善巷道围岩应力环境、控制巷道围岩 变形的目的。
[0009]为达到上述目的,本发明的技术方案如下: 步骤1 •自采煤工作面超前支护区范围外端开始,沿巷道按照设定的间距由护巷煤柱底 角垂直于巷道走向平行布置一排钻孔,钻孔按照设定的倾角3 (钻孔与水平面夹角)向煤柱 底板方向钻进设定的孔深J。
[0010] 步骤2•清除钻孔内的煤岩粉后,将聚能管置于钻孔中,聚能管开口方向平行于巷 道走向。
[0011] 步骤3•钻孔装药,对钻孔周围煤柱底板进行预裂爆破。优选两个或两个以上的钻 孔同时起爆。
[0012] 所述钻孔设定倾角a = 10°〜20°,最佳角度为15°。
[0013] 所述钻孔孔深i = 5m〜8m,钻孔装药长度/! =40cm〜60cm。
[0014] 所述钻孔间距d = 5m〜15m。
[0015] 钻孔直径以采用的钻机设备以及《煤矿安全规程》的规定为设置依据,钻孔间距以 形成贯通的裂缝和破坏区的最大距离为设置依据,钻孔孔深以破坏区范围覆盖煤柱核心区 为设置依据,钻孔与水平面夹角以现场实际条件为设置依据。
[0016] 预裂爆破后,可以使用钻孔窥视仪对钻孔预裂效果进行评估,对爆破不合格的钻 孔进行补钻、补爆。
[0017] 本发明方法,采用在工作面超前支护区范围外对护巷煤柱底板实施预裂爆破的方 法,钻孔间形成贯通的裂缝和破坏区,煤柱集中应力得以释放,达到改善巷道围岩应力环 境,控制围岩变形的效果,该方法相较于传统的开掘卸压槽、底板注浆、底板锚固等底鼓治 理具有施工简单、节省人力及物料成本、高效可靠的特点,具有广泛的适用性。
附图说明
[0018]图1是本发明的护巷煤柱钻孔预裂卸压治理巷道底鼓平面布置图。
[0019] 图2是图1的A-A剖面图。
[0020]图中:1 —采煤工作面,2—超前支护区,3—护巷煤柱,4一钻孔,5—底板,6—煤矿 用液压坑道钻机,7—发爆器,8—回风巷,9一运输巷,10—采空区,11一电雷管引线,12—爆 破母线,6—钻孔直径,a—钻孔与水平面夹角,d—钻孔间距,i一钻孔孔深,h—装药长度, h—封堵长度。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和实施例,对本发明作进一步的描述: 如图1、图2所示,采煤工作面1内有综合机械化采煤所需要的各种机械设备和器材,回 风巷8是矿井通风系统中污风风流经过的回采巷道,运输巷9是矿井运输系统中用于运煤、 运料6¾回采巷道,采空区10是煤层被采出后留下的空洞区。护巷煤柱3是其支撑、隔离巷道 的未采出部分煤体。本发明提出的护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法,具体 步骤如下: 在采煤工作面1超前支护区2范围外临近采空区一侧的护巷煤柱3底角布置一排钻孔4, 钻孔斜向煤柱底板5方向钻进,钻孔直径0以采用的钻机设备6以及《煤矿安全规程》的规定 为设置依据,本实施例采用钻孔直径4 = 42mm,钻孔间距d以形成贯通的裂缝和破坏区的最 大距离为设置依据,本实施例采用钻孔间距10 m,钻孔孔深J以破坏区范围覆盖煤柱核 心区为设置依据,本实施例采用钻孔孔深i= 6 m,钻孔与水平面夹角a =15°,钻孔装药长度 h以设计的预裂范围为设置依据,本实施例采用钻孔装药长度h = 60cm,钻孔封堵长度h 以钻孔长度i和钻孔装药长度h为设计依据,但不应小于钻孔直径6的25倍。
[0022]按照上述钻孔设计参数,采用煤矿用液压坑道钻机6钻孔。钻孔结束后,清除钻孔 内的煤岩粉,将聚能管置于钻孔中,聚能管开口方向平行于巷道轴向。
[0023]根据现场围岩条件,可选择两个或两个以上的钻孔分组装药,进行一次起爆;用炮 棍将药卷轻轻推入钻孔,使药卷彼此首尾密接,装有电雷管的引药最后正向装入,钻孔外面 用封泥封满。
[0024]现场条件满足《煤矿安全规程》关于井下爆破的要求时,无关人员撤出到安全警戒 线以外,将电雷管引线11通过爆破母线12连接发爆器7,由爆破员进行起爆。 t〇〇25]引爆后,至少等待15分钟,待炮烟吹散后,方可进入巷道作业,使用钻孔窥视伩对 钻孔预裂效果进行评估,对爆破不合格的钻孔进行补钻、补爆。
[0026] 采用分组装药一次多钻孔同时起爆的形式预裂底板,预裂效果更佳。
[0027] 本方法有效改善巷道围岩应力环境,释放了巷道底角的集中应力,相较于传统的 开掘卸压槽、底板注浆、底板锚固等方法具有施工简单、节省物料、高效可靠的特点。

Claims (5)

1.一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法,其步骤如下: 步骤1.自采煤工作面超前支护区范围外端开始,沿巷道按照设定的间距由护巷煤柱底 角垂直于巷道走向平行布置一排钻孔,钻孔按照设定的倾角3向煤柱底板方向钻进设定的 孔深厶 步骤2.清除钻孔内的煤岩粉后,将聚能管置于钻孔中,聚能管开口方向平行于巷道走 向; 步骤3 •钻孔装药,对钻孔周围煤柱底板进行预裂爆破。
2.根据权利要求1所述的一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法,其特 征是: 所述钻孔倾角a =10°〜20°。
3.根据权利要求1所述的一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法,其特 征是: 所述钻孔孔深i = 5m〜8m,钻孔装药长度=40cm〜60cm。
4.根据权利要求1所述的一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法,其特 征是: 所述钻孔间距¢/ = 5m〜15m。
5.根据权利要求1所述的一种护巷煤柱底角预裂爆破卸压控制巷道变形的方法,其特 征是: 所述预裂爆破,采用两个或两个以上的钻孔同时起爆。
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