CN108895935A - 一种采煤工作面深孔爆破方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种采煤工作面深孔爆破方法，包括以下步骤：a、在采煤工作面现场情况施工测试钻孔，在钻杆打钻施工作业中测试钻孔钻屑的排出量，钻屑排量最大处深度X即为采面超前应力峰值位置；b、爆破孔与测试钻孔平行布置，爆破孔的孔深为a步骤中确定的X处；c、将若干炸药卷和引爆雷管装入爆破筒内；d、按照常规装药方法将爆破筒送入孔底，引出炮线，并在孔口位置封孔；e、按照b‑d步骤依次施工工作面上其余的爆破孔，并装入炸药；f、连接好的炮线安装在起爆器上，采用常规方法实施起爆。本发明根据工作面应力峰位置来设置爆破孔深度，在工作面深孔爆破之后，应力峰值位置向工作面后方推移，降低工作面开采过程中的煤与瓦斯突出危险性。
Description
技术领域
本发明涉及一种采煤工作面深孔爆破方法，尤其适用于具有煤与瓦斯突出危险性煤层工作面防治煤与瓦斯突出，属于瓦斯抽采技术领域。
背景技术
冲击地压是煤矿地下工程和岩石力学领域的世界级科学难题，严重威胁着矿井安全生产。在我国煤矿冲击地压防治过程中，执行预测、防治、检验和安全防护“四位一体”的综合防冲措施，危险性预测是前提，防治是关键。目前瓦斯抽采常用的卸压增透措施主要有深孔控制爆破、水力割缝、水力压裂、煤层注水等和水利冲孔等，其中深孔控制爆破是对具有冲击地压危险的局部区域，用爆破方法减缓其应力集中程度的一种解危措施，既适用于地应力大的岩石巷道，又适用于地应力大的松软煤层，卸压操作简便，费用低，当爆破参数选择合理时能够收到较好的卸压效果。但由于各矿井的地质条件和开采方式情况不同，即使统一矿井不同工作面的爆破参数也不可普遍使用，而爆破效果主要影响条件有煤层厚度、采深等，不同条件下的煤岩体具有不同的损伤破坏规律，如何准确选择最优爆破方案始终是现有技术的难题，尤其对于深部煤矿地应力高，环境复杂，爆破施工危险，大装药量还容易引发严重的冲击灾害。
发明内容
为了克服现有技术存在的各种不足，本发明提供一种采煤工作面深孔爆破方法，降低工作面开采过程中的煤与瓦斯突出危险性，并通过一系列深孔爆破的布置措施，使得爆破效果良好，爆破成功率提高。
为了解决上述问题，本发明一种采煤工作面深孔爆破方法，包括以下步骤：
a、在采煤工作面现场情况施工测试钻孔，测试钻孔垂直于壁面并且在钻杆打钻施工作业中测试钻孔钻屑的排出量，保持钻杆钻进速度为一个固定值V不变，此时打钻过程若遇到煤岩应力增加时，钻孔打钻过程中单位时间的钻屑排出量会有明显增加，并且钻屑粒度减小，用量化手段得到钻孔钻屑排出量与时间的关系曲线，钻屑排出量峰值位置处的时间T与钻进速度V的乘积记为钻孔深度X，因此钻屑排量最大处深度X即为采面超前应力峰值位置；
b、以a步骤中测试钻孔为参考来布置爆破孔，爆破孔与测试钻孔平行布置，爆破孔的孔深为a步骤中确定的应力峰位置深度X处，爆破孔的孔径为75-150mm；
c、将若干炸药卷和引爆雷管装入爆破筒内，炸药卷之间紧密贴合；
d、按照常规装药方法将爆破筒送入孔底，引出炮线，并在孔口位置封孔；
e、按照b-d步骤依次施工工作面上其余的爆破孔，并装入炸药；
f、连接好的炮线安装在起爆器上，采用常规方法实施起爆。
进一步的，c步骤中，爆破方式采用正向起爆，装药时依次现将炸药卷送入爆破筒，在最外侧的炸药卷上并联2-3个雷管。
进一步的，f步骤中，工作面上不同的爆破孔之间采用串联方式连接，然后将串联后的炮线安装在起爆器上。
进一步的，a步骤中钻屑量的测定包括重量法和容量法；所述重量法为每钻一米钻孔收集全部钻屑，再用弹簧秤承重；所述容量法为每钻一米钻孔收集全部钻屑，再用量具测定钻屑体积。
进一步的，a步骤中钻屑粒度大于3mm的组成百分比小于30％时，视为应力变化危险区。
由于煤岩内具备的初始应力，初始应力场影响岩石的动态响应，爆破时，初始应力场与爆破应力波相互作用，具有加强或者相抵消的作用，当相同应力状态时叠加为应力分量之间的相加，相反应力状态时叠加为应力分量之间的相互抵消，本发明在煤矿进行工作面深孔爆破时，根据工作面应力峰位置来设置爆破孔深度，使得爆破位置处于工作面应力集中区域附近，在工作面深孔爆破之后，应力峰值位置向工作面后方推移，降低工作面开采过程中的煤与瓦斯突出危险性，并通过一系列深孔爆破的布置措施，使得爆破效果良好，爆破成功率提高。本发明通过应力峰来确定钻孔的深度，相较于以往根据经验选取的特定参数，爆破的针对性更强，故而爆破效果更优，并且可以从整体上降低煤矿煤与瓦斯突出危险性，适应范围广。
附图说明
图1是采煤工作面超前应力峰位置测试说明图；
图2是采煤工作面爆破孔装药走线布置图；
图3是图2中采煤工作面爆破孔细节放大图；
图中：1、工作面，2、炸药卷，3、引爆雷管，4、炮线，5、起爆器，6、测试钻孔，7、钻杆；8、爆破孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细的阐述。
平顶山煤矿开采深度较深，煤层具有瓦斯含量高，煤层较为松软，应力集中明显，容易发生突出危险，基于平煤股份八矿戊9-10-21050工作面的煤层地质特征，下面对本方法进行具体说明阐述。
一种采煤工作面深孔爆破方法，包括以下步骤：
如图1所示，a、首先在八矿戊9-10-21050工作面1现场施工测试钻孔6，测试钻孔6垂直于壁面，并且在钻杆7打钻施工作业中测试钻孔钻屑的排出量，保持钻杆7钻进速度为一个固定值V不变，此时打钻过程若遇到煤岩应力增加时，钻孔打钻过程中单位时间的钻屑排出量会有明显增加，并且钻屑粒度减小，钻屑粒度大于3mm的组成百分比小于30％时，视为应力变化危险区；用量化手段得到钻孔钻屑排出量与时间的关系曲线，钻屑排出量峰值位置处的时间T与钻进速度V的乘积记为钻孔深度X，在具体实施过程中，得到应力峰值位置X一般在8-15m范围之间，本次现场测试出采面超前应力峰值位置在10m-11m间；
如图2和图3所示，b、以a步骤中测试钻孔为参考来布置爆破孔8，爆破孔的孔径在75-150mm之间，本例中爆破孔8与测试钻孔6直径都为84mm，并且爆破孔与测试钻孔平行布置，爆破孔的孔深为10-11m(一般取11m)；
c、将若干炸药卷2和引爆雷管3装入爆破筒内，炸药卷2之间紧密贴合；
爆破方式采用正向起爆，装药时依次现将炸药卷送入爆破筒，在最外侧的炸药卷上并联3个引爆雷管3。
d、按照常规装药方法将爆破筒送入孔底，引出炮线4，并在孔口位置封孔；
e、按照b-d步骤依次施工工作面上其余的爆破孔，并装入炸药；
f、工作面上不同的爆破孔之间采用串联方式连接，连接好的炮线安装在起爆器上，采用常规方法实施起爆；
进一步的，a步骤中钻屑量的测定包括重量法和容量法；所述重量法为每钻一米钻孔收集全部钻屑，再用弹簧秤承重；所述容量法为每钻一米钻孔收集全部钻屑，再用量具测定钻屑体积。
最终施工结束后，采面超前应力峰危险问题得到解决，应力峰位置后移，现场应用效果良好。
Claims (5)
1.一种采煤工作面深孔爆破方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、在采煤工作面现场情况施工测试钻孔，测试钻孔垂直于壁面，并且在钻杆打钻施工作业中测试钻孔钻屑的排出量，保持钻杆钻进速度为一个固定值V不变，此时打钻过程若遇到煤岩应力增加时，钻孔打钻过程中单位时间的钻屑排出量会有明显增加，并且钻屑粒度减小，用量化手段得到钻孔钻屑排出量与时间的关系曲线，钻屑排出量峰值位置处的时间T与钻进速度V的乘积记为钻孔深度X，因此钻屑排量最大处深度X即为采面超前应力峰值位置；
b、以a步骤中测试钻孔为参考来布置爆破孔，爆破孔与测试钻孔平行布置，爆破孔的孔深为a步骤中确定的应力峰位置深度X处，爆破孔的孔径为75-150mm；
c、将若干炸药卷和引爆雷管装入爆破筒内，炸药卷之间紧密贴合；
d、按照常规装药方法将爆破筒送入孔底，引出炮线，并在孔口位置封孔；
e、按照b-d步骤依次施工工作面上其余的爆破孔，并装入炸药；
f、连接好的炮线安装在起爆器上，采用常规方法实施起爆。
2.根据权利要求1所述的采煤工作面深孔爆破方法，其特征在于，c步骤中，爆破方式采用正向起爆，装药时依次现将炸药卷送入爆破筒，在最外侧的炸药卷上并联2-3个雷管。
3.根据权利要求1所述的采煤工作面深孔爆破方法，其特征在于，f步骤中，工作面上不同的爆破孔之间采用串联方式连接，然后将串联后的炮线安装在起爆器上。
4.根据权利要求1所述的采煤工作面深孔爆破方法，其特征在于，a步骤中钻屑量的测定包括重量法和容量法；所述重量法为每钻一米钻孔收集全部钻屑，再用弹簧秤承重；所述容量法为每钻一米钻孔收集全部钻屑，再用量具测定钻屑体积。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的采煤工作面深孔爆破方法，其特征在于，a步骤中钻屑粒度大于3mm的组成百分比小于30％时，视为应力变化危险区。
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