CN107060760A - 一种煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法。该方法在回撤巷道副帮顶板布置钻孔,装药爆破后钻孔间形成贯穿的裂缝和破坏区并实现顶板超前破裂垮断,切断回撤巷道顶板与工作面采空区的应力传递,有效改善巷道围岩应力环境、控制巷道围岩变形。相较于增加顶板和两帮锚杆锚索的支护强度和支护密度、提前对回撤通道及工作面两巷注浆加固等方法,具有施工简单、节省人力及物料成本、高效可靠的特点。

Description

一种煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法
技术领域
本发明涉及一种改善巷道围岩应力环境、提高巷道稳定性、控制巷道围岩变形的方法,尤其是一种煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法。
背景技术
工作面设备回撤是工作面开采的关键环节,工作面的机电设备数量多、体积大、重量大,而且回撤巷道空间狭窄,顶板压力大,对回撤空间支护质量要求高。回撤过程中,巷道顶板容易发生冒落,顶板完整性、稳定性直接影响到工作面设备回撤的安全和高效。
当工作面距停采线较远、回撤巷道在工作面超前支承压力范围以外时,回撤巷道不受工作面开采动压影响;随着工作面的临近,在超前支承压力影响下,回撤巷道掘进后的平衡应力状态遭到破坏,造成巷道矿压显现强烈,容易发生巷道顶板下沉、煤壁片帮,甚至回撤巷道内支架压死,造成顶板冒落事故。
为了解决上述问题,通常采取增加顶板和两帮锚杆、锚索的支护强度和支护密度,提前对回撤通道及工作面两巷注浆加固等方法提高回撤巷道围岩的整体刚度、强度和稳定性,但都具有成本高、费工费时、效果差等缺点。
发明内容
本发明提供了一种煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,以达到改善巷道围岩应力环境、提高巷道稳定性、有效控制巷道围岩变形的目的。
为达到上述目的,本发明提出的煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其步骤如下:
步骤1.在回撤巷道副帮顶板布置钻孔,钻孔与巷帮的距离为a,钻孔按设定的间距c沿巷道走向布置。
步骤2.采用矿用液压坑道钻机按照设定的倾角β(钻孔与水平面夹角)向顶板施工钻进设定的孔深l,钻孔方向与巷道走向垂直。
步骤3.清除钻孔内的煤岩粉后,将聚能管置于钻孔中,聚能管开口方向与巷道轴向平行。
步骤4.钻孔装药,使用封泥对钻孔进行填塞,对回撤巷道顶板进行预裂爆破。优选回撤巷道所有爆破钻孔同时起爆。
预裂爆破后,使用钻孔窥视仪对钻孔预裂效果进行评估,对未能在岩体预裂面上形成贯穿裂缝的钻孔进行补钻、补爆。
所述钻孔与巷帮的距离a=0.05~0.50 m。
所述钻孔的直径Φ=30~100 mm。
所述钻孔与钻孔的间距c=0.5~3.0 m。
所述钻孔与水平面夹角β
式中:H 1为留顶煤厚度;H 2为直接顶厚度;H 3为基本顶厚度;L 1为周期来压步距;d为回撤巷道宽度;a为钻孔与巷帮的距离。
所述钻孔的孔深
式中:为炮眼利用率。
所述封泥对钻孔进行填塞,封泥填塞段的长度L f ,当钻孔孔深l>2.5 m时,1.0 m<L f <(l-1.5m);当钻孔孔深1.0 m <l<2.5 m时,0.5 m<L f <1.0 m。
本发明方法,采用在回撤巷道副帮顶板布置钻孔对顶板实施预裂爆破的方式,钻孔间形成贯穿的裂缝和破坏区并实现顶板超前破裂垮断,切断了回撤巷道顶板与工作面采空区的应力传递,可有效改善巷道围岩应力环境、控制巷道围岩变形。该方法相较于增加顶板和两帮锚杆、锚索的支护强度和支护密度,提前对回撤通道及工作面两巷注浆加固等方法,具有施工简单、节省人力及物料成本、高效可靠的特点。
附图说明
图1是本发明回撤巷道预裂爆破放顶卸压平面布置图。
图2是图1的A—A剖面图。
图中:1基本顶,2直接顶,3煤层,4大巷,5回撤巷道,6钻孔,7采煤工作面,8采空区,9回风巷,10运输巷,11—钻孔封泥填塞段,12—钻孔装药段,13—雷管引线,14—放炮母线,15—发爆器。
具体实施方式
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所所示,采煤工作面7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9是矿井通风系统中污风风流经过的回采巷道,运输巷10是矿井运输系统中用于运煤、运料的回采巷道,采空区8是采煤工作面回采后空洞区,回撤巷道5是在回采工作面7停采线处掘出的平行于回采工作面7的辅助巷道。本发明提出的回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,具体步骤如下:
回撤巷道5掘进、支护完成后,在回撤巷道5副帮顶板布置钻孔6,钻孔6与巷帮的距离为a,本实施例中a=0.20 m,各钻孔6沿巷道走向布置,钻孔间距为c =1.8 m。钻孔方向与巷道走向垂直。
采用矿用液压坑道钻机按照设定的倾角β(钻孔与水平面夹角)向顶板施工钻进设定的孔深l,本实施例中β=50°,l=15 m;清除钻孔内的煤岩粉后,将聚能管置于钻孔中,聚能管开口方向与巷道轴向平行。
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,使用封泥对钻孔进行填塞,本实施例中钻孔封泥填塞段的长度L f = 6.0 m,现场条件满足《煤矿安全规程》及《爆破安全规程》关于井下爆破的要求时,无关人员撤出到安全警戒线以外,将电雷管的引线13通过放炮母线14连接发爆器15,由放炮员进行起爆。
预裂爆破后,至少等待15 min,待炮烟吹散后,方可进入巷道作业,可以使用钻孔窥视仪对钻孔预裂效果进行评估,对未能在岩体预裂面上形成贯穿裂缝的钻孔进行补钻、补爆。

Claims (9)

1.一种煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其步骤如下:
步骤1.在回撤巷道副帮顶板布置钻孔,钻孔与巷帮的距离为a,钻孔按设定的间距c沿巷道走向布置;
步骤2.采用矿用液压坑道钻机按照设定的倾角β向顶板施工钻进设定的孔深l,钻孔方向与巷道走向垂直;
步骤3.清除钻孔内的煤岩粉后,将聚能管置于钻孔中,聚能管开口方向与巷道轴向平行;
步骤4.钻孔装药,使用封泥对钻孔进行填塞,对回撤巷道顶板进行预裂爆破。
2.根据权利要求1所述煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:所述预裂爆破采用回撤巷道的所有钻孔同时起爆。
3.根据权利要求1或2所述煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:预裂爆破后,使用钻孔窥视仪对钻孔预裂效果进行评估,对未能在岩体预裂面上形成贯穿裂缝的钻孔进行补钻、补爆。
4.根据权利要求1、2或3所述的煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:所述钻孔与巷帮的距离a=0.05~0.50 m。
5.根据权利要求1、2或3所述的煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:所述钻孔的直径Φ=30~100 mm。
6.根据权利要求1、2或3所述的煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:所述钻孔间的间距c=0.5~3.0 m。
7.根据权利要求1、2或3所述的煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:所述倾角β
式中:H 1是留顶煤厚度;H 2是直接顶厚度;H 3是基本顶厚度;L 1是周期来压步距;d是回撤巷道宽度;a是钻孔与巷帮的距离。
8.根据权利要求1、2或3所述的煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:所述钻孔的孔深
式中: 炮眼利用率。
9.根据权利要求1、2或3所述的煤矿回撤巷道预裂爆破放顶卸压的方法,其特征是:所述封泥对钻孔进行填塞,封泥填塞段的长度L f ,当钻孔孔深l>2.5 m时,1.0 m<L f <(l-1.5m);当钻孔孔深1.0 m <l<2.5 m时,0.5 m<L f <1.0 m。
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