CN108915695A - 一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明公开了一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法，可广泛的使用于突出煤层回采巷道快速掘进及不便使用炸药的煤巷掘进。沿着巷道掘进方向，钻取钻孔，在给定的孔内注入高膨胀率材料，一段时间后，膨胀材料能够使煤体致裂，煤层透气性增高，掘进工作面前方煤体中的瓦斯将会得到有效的释放；而后风镐和挖装机修整巷道断面，采用挖装机出煤，同时采用锚杆钻机打孔和支护顶板。这种突出煤层回采巷道静态致裂掘进方法，不仅降低了因爆破载荷对围岩造成的损伤，而且增加了煤体的透气性，能够有效的释放了煤层中的瓦斯，操作安全、简单、灵活不受巷道断面大小的限制，极大的弥补了炮掘和机掘的不足，实现了突出煤层回采巷道的快速掘进。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下巷道掘进技术领域，具体涉及一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法。
背景技术
目前的煤矿井下突出煤层回采巷道巷道掘进作业一般采用“钻爆法”，即传统的“打眼放炮”的作业方式，这种作业循环方式必须要进行撤人、瓦斯校检等工序，作业时间长，效率低，已远远不能适应矿井生产接替的需要，更重要的是炸药爆炸产生的动压，使周围的煤岩体产生破坏，释放大量的瓦斯气体，导致掘进工作面瓦斯浓度超标，容易造成瓦斯爆炸事故，严重威胁着煤矿矿井的安全高效生产。另外一种方法为效率相对较高的综掘方式，虽然效率较高，但仍然受制于防突工序，效率仍然不能得到有效的发挥。因此，在突出煤层煤矿巷道掘进领域，亟待一种不同于以上两种方式的掘进方法。
发明内容
针对上述情况，为了解决现有掘进作业技术的缺陷，本发明的目的就是提供一种煤矿巷道静态致裂掘进方法，可有效的解决“打眼放炮”掘进和综掘机械设备掘进巷道的缺陷，为突出煤层及不便使用炸药的煤矿提供了一种安全、高效、经济的新型巷道掘进方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法，包括以下步骤：
步骤一、沿着巷道掘进方向在巷道的掘进工作面上打装料孔和辅助孔，辅助孔以装料孔为中心呈六边形分布；
步骤二、按照由下往上，由中间到两边的填料顺序，依次往装料孔里填装膨胀材料，装料孔装料后，膨胀材料开始膨胀，孔周边岩体受到逐渐增长的拉应力而发生变形破坏；
步骤三、岩体全部压裂以后，使用风镐处理压裂的岩体，并修整巷道断面；
步骤四、对巷道进行支护。
优选的，所述步骤一中辅助孔的长度不大于15米，辅助孔比装料孔长1米。
优选的，所述膨胀材料选用现有防火、高膨胀率材料，优选高温煅烧以氧化钙为主体的无机化合物，掺入适量外加剂共同粉磨制成的具有高膨胀性能的非爆破性破碎用粉状材料。
本发明产生的有益效果是：本发明的一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法可广泛的使用于突出煤层回采巷道快速掘进及不便使用炸药的煤巷掘进。沿着巷道掘进方向，钻取一定数量、一定深度和一定分布的钻孔，在给定的孔内注入高膨胀率材料，一段时间后，膨胀材料能够使煤体致裂，煤层透气性增高，掘进工作面前方煤体中的瓦斯将会得到有效的释放；而后风镐修整巷道断面，采用挖装机出煤，同时采用锚杆钻机打孔和支护顶板。这种突出煤层回采巷道静态致裂掘进方法，不仅降低了因爆破载荷对围岩造成的损伤，而且有效的释放了煤层中的瓦斯，操作安全、简单、灵活不受巷道断面大小的限制，极大的弥补了炮掘和机掘的不足，实现了突出煤层回采巷道的快速掘进。
附图说明
图1是实施例1中巷道断面的设计图；
图2是实施例1中巷道施工断面图；
图3是巷道施工的剖面图。
图中，Ⅰ（实心圆）为装料孔，Ⅱ（空心圆）为辅助孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围范围不限于此。
实施例1
一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法，包括以下步骤：
步骤一、根据巷道围岩的坚硬程度、巷道的设计断面形状及尺寸确定钻孔的个数和位置，钻孔分为装料孔和辅助孔两类，装料孔一共设计了18个，辅助孔一共48个，辅助孔以装料孔为中心呈六边形展开，由于所掘巷道为砂岩，所以辅助孔和装料孔的中心距确定为700毫米；
步骤二、根据步骤一中确定的位置和数量，在掘进工作面使用风动钻机打孔，装料孔的长度为14米，辅助孔的长度为15米，如图3所示；
步骤三、按照图2中所示的装料孔1至18的顺序（按照由下往上，由中间到两边的填料顺序；最下两层的填料孔，先填第二层的中间的填料孔再填最下层的填料孔）依次往装料孔里填装高膨胀材料，装料后，高膨胀材料开始膨胀，煤岩开始慢慢压裂；
步骤四、煤岩全部压裂以后，使用风镐和挖装机处理压裂的煤岩，修整出巷道所需的形状；
步骤五、按煤矿常规的支护方案正常支护即可。
以上所述，仅为本发明具体的巷道掘进施工方法，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求所限定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、沿着巷道掘进方向在巷道的掘进工作面上打装料孔和辅助孔，辅助孔以装料孔为中心呈六边形分布；
步骤二、依次往装料孔里填装膨胀材料，装料孔装料后，膨胀材料开始膨胀，岩体开始慢慢压裂；
步骤三、岩体全部压裂以后，使用风镐处理压裂的岩体，并修整巷道断面；
步骤四、对巷道进行支护。
2.如权利要求1所述突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法，其特征在于：步骤一中辅助孔的长度不大于15米，辅助孔比装料孔长。
3.如权利要求1所述突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法，其特征在于：步骤一中按照由下往上，由中间到两边的填料顺序。
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