CN108007288B - 用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，步骤一、预制若干个药卷；步骤二、将若干个药卷间首尾装配连接成药卷组，最末端的卷筒靠近该卷筒一端的炸药内埋设雷管，雷管连接导爆引线且导爆引线从卷筒一端引出，将若干个药卷组装配于柔性套管内；步骤三、由推送杆将装有若干个药卷组的柔性套管推送至爆破孔指定深度处，若干个药卷组的导爆引线引出串接后连接起爆器；步骤四、利用推送杆将逆止器推送至爆破孔内且位于药卷组的外侧；步骤五、利用推送杆将封孔药卷推送至爆破孔内且位于逆止器的外侧，用推送杆捣固压实封孔药卷。本发明的有益效果：对煤矿井下高位顶板岩层爆破孔实现快速、定点、精准装药，实现对爆破孔的快速封孔。

Description

用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法

技术领域

本发明涉及煤矿井下深孔顶板预裂爆破技术领域，特别是涉及一种用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法。

背景技术

随着我国煤矿相继转入深部开采，深部力学环境的复杂和煤岩力学性质的改变使得煤矿顶板动力灾害发生的强度和频次明显增加。根据2014-2016年全国煤矿事故统计数据表明，在煤矿发生的各类事故中，顶板事故起数及死亡人数所占比例较大，是煤矿事故中的重点防治对象。

随着煤矿开采强度的增加和井下采场范围的增大，煤层上方的坚硬顶板如不能随工作面推进而及时垮落，其在工作面后方悬露顶板岩层或者侧向采空区侧的坚硬顶板，在上覆岩层自重应力及采动应力作用而发生变形并积聚能量，能量参与到煤层破坏失稳过程中，使破碎的煤层具有更多的动能，进而致使煤层冲击危险加大，诱发冲击地压、矿震等动力灾害。在这种条件下，如果能够及时改变顶板积聚能量的条件或破坏其连续传递能量的能力，即可降低顶板动压灾害的危险。针对采场高位顶板的破断，现场往往采用深孔顶板预裂爆破的手段，人为干预顶板断裂，但由于高位顶板岩层的爆破层位较高，其爆破孔装药、封孔困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，解决目前煤矿井下高位顶板岩层爆破孔装药、封孔困难的问题。

本发明提供一种用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，利用用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔装置，用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔装置包括柔性套管、若干个药卷组、推送杆、逆止器、封孔药卷和起爆器；柔性套管的内、外壁沿柔性套管的轴线方向呈波浪形；每个药卷组包括若干个药卷，药卷包括卷筒和填装于卷筒内的炸药，卷筒的一端设置有螺纹内孔，卷筒的另一端设置有外螺纹，若干个药卷之间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接；推送杆的末端设置有可与螺纹内孔装配连接的外螺纹；

用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法包括以下步骤：

步骤一、根据施工爆破孔的孔径及选用的炸药类型，预制配套尺寸及炸药用量的若干个药卷；

步骤二、将若干个药卷间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接形成药卷组，最末端的卷筒靠近该卷筒一端的炸药内埋设雷管，雷管连接导爆引线且导爆引线从卷筒的一端引出，将若干个药卷组装配于柔性套管内；

步骤三、将推送杆与最末端药卷一端的螺纹内孔连接后，由推送杆将装有若干个药卷组的柔性套管推送至爆破孔的指定深度处，若干个药卷组的导爆引线引出串接后并连接位于爆破孔外的起爆器，推送杆反向旋转与药卷一端脱离后退出爆破孔；

步骤四、利用推送杆将逆止器推送至爆破孔内且位于药卷组的外侧，导爆引线穿过逆止器，推送杆退出爆破孔；

步骤五、封孔药卷内填装封孔料，利用推送杆将封孔药卷推送至爆破孔内且位于逆止器的外侧，导爆引线穿过封孔药卷，用推送杆捣固压实封孔药卷，推送杆退出爆破孔。

进一步的，推送杆包括若干根推送短杆，推送短杆的一端设置有螺纹内孔，推送短杆的另一端设置有外螺纹；在推送杆进入爆破孔时，若干根推送短杆之间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接为推送杆；在推送杆从爆破孔退出时，随着推送杆退出爆破孔将推送杆逐渐拆卸为若干根推送短杆。

进一步的，逆止器包括套筒和设置于套筒一端外壁的多根支腿，支腿向套筒的径向且远离套筒的方向延伸，逆止器推送至爆破孔内使多根支腿与爆破孔的孔壁接触，导爆引线从套筒内穿过。

进一步的，若干个药卷组的导爆引线先经串联接线器串接，串联接线器再经导爆引线连接起爆器。

进一步的，封孔药卷内的封孔料由速干水泥、速凝剂、胶结剂和黏土混合而成。

进一步的，导爆引线从卷筒的一端引出后，在卷筒的两端均缠绕胶带，胶带将导爆引线紧固在卷筒上。

进一步的，所述卷筒由聚氨酯材料制成。

进一步的，所述卷筒外形呈圆柱状。

进一步的，所述柔性套管由塑料制成。

进一步的，所述逆止器由金属材料制成。

与现有技术相比，本发明的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法具有以下特点和优点：

本发明的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，便于快速装药、封孔，解决上行装药的困难，可以对煤矿井下高位顶板岩层爆破孔实现快速、定点、精准装药，实现对爆破孔的快速封孔，提高爆破的效率、强度和可靠性，通过人为高效干预顶板断裂，及时改变顶板积聚能量的条件或破坏其连续传递能量的能力，以降低顶板动压灾害的危险。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法利用的装配于柔性套管内的药卷组的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为本发明实施例用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法利用的逆止器的结构示意图；

图4为本发明实施例用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法利用的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔装置的结构示意图；

其中，1、柔性套管，2A、第一药卷组，2B、第二药卷组，21、第一药卷，22、第二药卷，31、外螺纹，32、螺纹内孔，33、胶带，4、雷管，51、导爆引线，52、串联接线器，6、逆止器，61、套筒，62、支腿，7、封孔药卷，8、起爆器，9、爆破孔。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实施例提供一种用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔装置，其包括柔性套管1、若干个药卷组、推送杆、逆止器6、封孔药卷7和起爆器8等部件。

每个药卷组包括若干个药卷，每个药卷根据爆破孔9的内径及装药量预制加工。如图1、图2所示，该药卷包括两个药卷，即第一药卷21和第二药卷22。药卷包括卷筒和填装于卷筒内的炸药。卷筒由聚氨酯材料制成，卷筒的外形呈圆柱状。卷筒的一端设置有螺纹内孔32，卷筒的另一端设置有外螺纹31，若干个药卷之间首尾经螺纹内孔32、外螺纹31装配连接。药卷的尺寸可以调节，满足不同爆破直径、不同安装角度的工况需求。通过调整药卷的长度可以控制药卷的装药量，通过连接的药卷数量可以实现对预爆岩体炸药所需用量精准控制。爆破线密度和爆破不耦合系数也可调控，适合深孔顶板预裂爆破。最末端的卷筒靠近该卷筒一端的炸药内埋设有雷管4，雷管4连接有导爆引线51且导爆引线51从卷筒的一端引出。导爆引线51从卷筒的一端引出后，卷筒的两端均缠绕有胶带33，胶带33将导爆引线51紧固在卷筒上。

将若干个药卷组合形成药卷组，若干个药卷组插入柔性套管1内。推送杆的末端设置有可与螺纹内孔32装配连接的外螺纹。推送杆与最末端药卷一端的螺纹内孔32连接后，由推送杆将装有若干个药卷组的柔性套管1推送至爆破孔9的指定深度处。本实施例中，推送杆由铝制材料制成，推送杆包括若干根推送短杆，推送短杆的一端设置有螺纹内孔，推送短杆的另一端设置有外螺纹，若干根推送短杆之间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接为推送杆，使推送杆适用不同巷道断面安装条件的空间要求，并可实现推送杆的快速安装和拆卸。推送杆，由于其采用的是多根推送短杆快速组合模式，不仅适用于药卷的安装，也可作为封孔药卷7的安装杆和捣固杆。推送杆可回收重复利用，极大的节约了施工成本。

如图3所示，逆止器6由钢材料制成，其包括套筒61和设置于套筒61一端外壁的多根支腿62，支腿62向套筒61的径向且远离套筒61的方向延伸。逆止器6被推送杆推送至爆破孔9内且位于药卷组的外侧。逆止器6的多根支腿62与爆破孔9的孔壁接触，以使逆止器6支撑内侧的药卷组。

柔性套管1可套设于爆破孔9内，若干个药卷组装配于柔性套管1内。如图4所示，柔性套管1内装配有两个药卷组，即第一药卷组2A和第二药卷组2B。柔性套管1由塑料制成。柔性套管1的内、外壁沿柔性套管1的轴线方向呈波浪形。柔性套管1的外壁呈波浪形，使柔性套管1卡合定位在爆破孔9内的指定深度处；柔性套管1的内壁呈波浪形，以便于将药卷组卡合定位在柔性套管1内的指定位置处；在柔性套管1内填装若干个药卷组后，柔性套管1可以保护药卷、雷管4以及导爆引线51。

封孔药卷7内填装有封孔料，封孔药卷7内的封孔料由速干水泥、速凝剂、胶结剂和黏土按比例混合而成。封孔药卷7封孔料凝固时间短，可在较短时间内完成对爆破孔9的封孔，封孔密实可靠，提高爆破质量，避免发生爆破冲孔。安装封孔药卷7之前，先将封孔药卷7蘸水浸湿，然后用推送杆将其推送至爆破孔9且位于逆止器6的外侧位置。每安装3至4节封孔药卷7，就用推送杆对其捣固压实。

若干个药卷组的导爆引线51穿过逆止器6的套筒61、封孔药卷7后经串联接线器52串接，串联接线器52经导爆引线51连接位于爆破孔9外的起爆器8。起爆器8通过导爆引线51在远端对雷管4起爆，安全可靠。

本实施例还提供一种用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，应用上述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔装置，包括以下步骤：

步骤一、根据施工爆破孔9的孔径及选用的炸药类型，预制配套尺寸及炸药用量的若干个药卷；

步骤二、将若干个药卷间首尾经螺纹内孔32、外螺纹31装配连接形成药卷组，最末端的卷筒靠近该卷筒一端的炸药内埋设雷管4，雷管4连接导爆引线51且导爆引线51从卷筒的一端引出，导爆引线51从卷筒的一端引出后，在卷筒的两端均缠绕胶带33，胶带33将导爆引线51紧固在卷筒上，将若干个药卷组装配于柔性套管1内；

步骤三、将推送杆与最末端药卷一端的螺纹内孔32连接后，由推送杆将装有若干个药卷组的柔性套管1推送至爆破孔9的指定深度处，若干个药卷组的导爆引线51引出后先经串联接线器52串接，串联接线器52再经导爆引线51连接位于爆破孔9外的起爆器8，推送杆反向旋转与药卷一端脱离后退出爆破孔9；

步骤四、利用推送杆将逆止器6推送至爆破孔9内且位于药卷组的外侧，逆止器6的多根支腿62与爆破孔9的孔壁接触，导爆引线51从逆止器6的套筒61内穿过，推送杆退出爆破孔9；

步骤五、封孔药卷7内填装封孔料，安装封孔药卷7之前，先将封孔药卷7蘸水浸湿，利用推送杆将封孔药卷7推送至爆破孔9内且位于逆止器6的外侧，导爆引线51穿过封孔药卷7，每安装3至4节封孔药卷7，用推送杆捣固压实封孔药卷7，推送杆退出爆破孔9。

其中，在推送杆进入爆破孔9时，若干根推送短杆之间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接为推送杆；在推送杆从爆破孔9退出时，随着推送杆退出爆破孔9将推送杆逐渐拆卸为若干根推送短杆。

本实施例的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，便于快速装药、封孔，解决上行装药的困难，可以对煤矿井下高位顶板岩层爆破孔9实现快速、定点、精准装药，实现对爆破孔9的快速封孔，提高爆破的效率、强度和可靠性，通过人为高效干预顶板断裂，及时改变顶板积聚能量的条件或破坏其连续传递能量的能力，以降低顶板动压灾害的危险。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于，利用用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔装置，用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔装置包括柔性套管、若干个药卷组、推送杆、逆止器、封孔药卷和起爆器；柔性套管的内、外壁沿柔性套管的轴线方向呈波浪形；每个药卷组包括若干个药卷，药卷包括卷筒和填装于卷筒内的炸药，卷筒的一端设置有螺纹内孔，卷筒的另一端设置有外螺纹，若干个药卷之间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接；推送杆的末端设置有可与螺纹内孔装配连接的外螺纹；

用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法包括以下步骤：

步骤一、根据施工爆破孔的孔径及选用的炸药类型，预制配套尺寸及炸药用量的若干个药卷；

步骤二、将若干个药卷间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接形成药卷组，最末端的卷筒靠近该卷筒一端的炸药内埋设雷管，雷管连接导爆引线且导爆引线从卷筒的一端引出，将若干个药卷组装配于柔性套管内；

步骤三、将推送杆与最末端药卷一端的螺纹内孔连接后，由推送杆将装有若干个药卷组的柔性套管推送至爆破孔的指定深度处，若干个药卷组的导爆引线引出串接后并连接位于爆破孔外的起爆器，推送杆反向旋转与药卷一端脱离后退出爆破孔；

步骤四、利用推送杆将逆止器推送至爆破孔内且位于药卷组的外侧，导爆引线穿过逆止器，推送杆退出爆破孔；

步骤五、封孔药卷内填装封孔料，利用推送杆将封孔药卷推送至爆破孔内且位于逆止器的外侧，导爆引线穿过封孔药卷，用推送杆捣固压实封孔药卷，推送杆退出爆破孔。

2.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：推送杆包括若干根推送短杆，推送短杆的一端设置有螺纹内孔，推送短杆的另一端设置有外螺纹；在推送杆进入爆破孔时，若干根推送短杆之间首尾经螺纹内孔、外螺纹装配连接为推送杆；在推送杆从爆破孔退出时，随着推送杆退出爆破孔将推送杆逐渐拆卸为若干根推送短杆。

3.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：逆止器包括套筒和设置于套筒一端外壁的多根支腿，支腿向套筒的径向且远离套筒的方向延伸，逆止器推送至爆破孔内使多根支腿与爆破孔的孔壁接触，导爆引线从套筒内穿过。

4.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：若干个药卷组的导爆引线先经串联接线器串接，串联接线器再经导爆引线连接起爆器。

5.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：封孔药卷内的封孔料由速干水泥、速凝剂、胶结剂和黏土混合而成。

6.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：导爆引线从卷筒的一端引出后，在卷筒的两端均缠绕胶带，胶带将导爆引线紧固在卷筒上。

7.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：所述卷筒由聚氨酯材料制成。

8.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：所述卷筒外形呈圆柱状。

9.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：所述柔性套管由塑料制成。

10.根据权利要求1所述的用于煤矿井下深孔顶板预裂爆破的装药封孔方法，其特征在于：所述逆止器由金属材料制成。