CN109488302B - 劈裂装置及巷道底板卸压方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种劈裂装置及巷道底板卸压方法，涉及巷道冲击地压防治技术领域，本发明提供的劈裂装置包括劈裂棒和与劈裂棒连接的调节组件，劈裂棒用于伸入孔洞并对岩石进行劈裂，调节组件用于沿着孔洞的延伸方向调节劈裂棒相对于孔洞洞口的距离。本发明提供的劈裂装置能够静态劈裂底板岩层，缩短作业时间，并且可控性强，代替传统钻孔爆破卸压，安全性高。

Description

劈裂装置及巷道底板卸压方法

技术领域

本发明涉及巷道冲击地压防治技术领域，尤其是涉及一种劈裂装置及巷道底板卸压方法。

背景技术

现如今通常采用底板爆破进行卸压来防治底板冲击，首先采用钻机向巷道两底角钻孔，然后人工向孔洞中装入炸药，装药长度一般不小于孔深的1/3，然后进行引爆。

但是现有技术工艺复杂，工程量大，安全隐患大。首先钻孔完成后，需要吹干孔内的水，再人工装药，最后采用炮泥封孔，工序十分复杂。同时装药起爆，安全风险大，若出现瞎炮很难处理，且与其他工程不能平行作业，给矿井安全生产带来风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种劈裂装置，能够静态劈裂底板岩层，缩短作业时间，并且可控性强，无冲击波，保证操作人员的安全。另外提供一种使用上述劈裂装置的巷道底板卸压方法。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种劈裂装置，包括劈裂棒和与所述劈裂棒连接的调节组件，所述劈裂棒用于伸入孔洞并对岩石进行劈裂，所述调节组件用于沿着孔洞的延伸方向调节所述劈裂棒相对于孔洞洞口的距离。

进一步地，所述调节组件包括多个依次连接的连接杆，且相邻的两个连接杆之间可拆卸连接。

进一步地，每一个所述连接杆上均设有用于插装固定销的通孔，所述固定销用于将所述连接杆与巷道底板连接。

进一步地，所述劈裂棒包括液压千斤顶和与所述液压千斤顶流体连通的液压机构，所述液压千斤顶与所述调节组件连接，所述液压机构用于为所述液压千斤顶提供动力。

第二方面，本发明还提供一种采用了上述方案所述的劈裂装置的巷道底板卸压方法，包括：

钻孔步骤：采用钻机向巷道两底角钻孔；

安装步骤：通过所述调节组件将所述劈裂棒中的液压千斤顶伸入孔底；

第一劈裂步骤：通过所述液压千斤对孔底周围的岩石进行劈裂；

第二劈裂步骤：通过所述调节组件缩短所述液压千斤顶与孔洞洞口的距离，并使用所述液压千斤对所述液压千斤顶周围的岩石进行劈裂。

进一步地，所述钻孔步骤中：

钻机向巷道两底角钻孔的直径为100－150mm。

进一步地，所述钻孔步骤中：

钻机向巷道两底角钻孔的深度为12－15m。

进一步地，所述安装步骤还包括：

将所述调节组件固定于巷道底板。

进一步地，所述第一劈裂步骤以及所述第二劈裂步骤中：

所述液压千斤顶对周围的岩石产生的压强为150－170MPa。

进一步地，所述第一劈裂步骤之后，多次重复所述第二劈裂步骤，直至所述液压千斤顶露出孔洞洞口。

本发明提供的劈裂装置及巷道底板卸压方法能产生如下有益效果：

在使用上述劈裂装置前，使用钻机向巷道两底角钻孔，随后将劈裂棒伸入孔底并对劈裂棒周围的岩石进行劈裂，使得该处岩石表面出现分裂缝隙，随后通过调节组件将劈裂棒上提一定距离，并使用劈裂棒对此时劈裂棒周围的岩石进行劈裂，如此重复，直至劈裂棒露出孔洞洞口，实现多段劈裂的效果。

相对于现有技术来说，本发明第一方面提供的劈裂装置能够静态劈裂底板岩层，代替了普通炸药爆破，使底板岩层破坏并产生较大的裂缝，作业时间短，操作简单，在1分钟之内便可达到分裂岩石的明显效果，无冲击波、安全高效、环保，可根据施工需要提高劈裂深度，切断水平应力传递，达到矿井减灾减冲的目的。

相对于现有技术来说，本发明第二方面提供的巷道底板卸压方法可根据施工需要提高劈裂深度，操作简单，有效的缩短了作业时间，并且可控性强，代替传统钻孔爆破卸压，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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方式，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为本发明实施例提供的劈裂装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的A－A截面图；

图3为本发明实施例提供的液压千斤顶伸入孔底时的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种巷道底板卸压方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种巷道底板卸压方法的流程示意图。

图标：1－劈裂棒；11－液压千斤顶；111－油腔；112－左顶头；113－右顶头；12－液压机构；2－调节组件；21－连接杆；211－通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明实施例提供的劈裂装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的A－A截面图；图3为本发明实施例提供的液压千斤顶伸入孔底时的示意图；图4为本发明实施例提供的一种巷道底板卸压方法的流程示意图；图5为本发明实施例提供的另一种巷道底板卸压方法的流程示意图。

本实施例的目的在于提供一种劈裂装置，如图1至图3所示，包括劈裂棒1和与劈裂棒1连接的调节组件2，劈裂棒1用于伸入孔洞并对岩石进行劈裂，调节组件2用于沿着孔洞的延伸方向调节劈裂棒 1相对于孔洞洞口的距离。

在使用上述劈裂装置前，使用钻机向巷道两底角钻孔，随后将劈裂棒1伸入孔底并对劈裂棒1周围的岩石进行劈裂，使得该处岩石表面出现分裂缝隙，随后通过调节组件2将劈裂棒1上提一定距离，并使用劈裂棒1对此时劈裂棒1周围的岩石进行劈裂，如此重复，直至劈裂棒1露出孔洞洞口，实现多段劈裂的效果。

相对于现有技术来说，本发明第一方面的实施例提供的劈裂装置能够静态劈裂底板岩层，代替了普通炸药爆破，使底板岩层破坏并产生较大的裂缝，作业时间短，操作简单，在1分钟之内便可达到分裂岩石的明显效果，无冲击波、安全高效、环保，可根据施工需要提高劈裂深度，切断水平应力传递，达到矿井减灾减冲的目的。

需要说明的是，凡是能够沿着孔洞的延伸方向调节劈裂棒1相对于孔洞洞口距离的结构都可以是上述实施例所提及的调节组件2，例如：调节组件2可以包括多个依次连接的连接杆21；或者调节组件2 可以包括齿条和与齿条配合的齿轮，齿轮设于劈裂棒1上，劈裂棒1 上设有用于驱动齿轮转动的电机，当电机带动齿轮相对于齿条转动时，齿轮带动劈裂棒1改变相对于孔洞洞口的距离；或者调节组件2 可以包括丝杠和螺母，劈裂棒1上设有用于驱动螺母转动的电机，当电机带动螺母相对于丝杠转动时，螺母带动劈裂棒1改变相对于孔洞洞口的距离。

在一些实施例中，如图1所示，为了使得上述调节组件2的结构更加的简单，调节组件2包括多个依次连接的连接杆21，且相邻的两个连接杆21之间可拆卸连接。

具体地，相邻的两个连接杆21之间可以通过螺纹连接，也可以通过卡扣和卡槽卡接。

在至少一个实施例中，如图1所示，相邻的两个连接杆21之间螺纹连接，即每一个连接杆21上，一端设有外螺纹，另一端设有内螺纹。

在一些实施例中，为了使得劈裂棒1工作过程中更加的稳定，如图3所示，每一个连接杆21上均设有用于插装固定销的通孔211，固定销用于将连接杆21与巷道底板连接。每一次距离调节前，可以取消固定销与连接杆21的连接，随后将最上端的连接杆21取下，再将固定销插装至此时最上端的连接杆21上，并将固定销与巷道底板连接，实现劈裂棒1高度的提升。

其中，如图1所示，每一个连接杆21上可以设有多个通孔211，使用过程中，操作人员可以将固定销插装至合适的通孔211中。

在一些实施例中，如图1所示，劈裂棒1包括液压千斤顶11和与液压千斤顶11流体连通的液压机构12，液压千斤顶11与调节组件2连接，液压机构12用于为液压千斤顶11提供动力。

其中，如图2所示，液压千斤顶11包括油腔111、左顶头112 和右顶头113，左顶头112和右顶头113相对设置且均与油腔111连通。在使用时，液压机构12通过油腔111中的液压油推出左顶头112 和右顶头113，对岩石进行劈裂，劈裂完毕后，液压机构12通过油腔111中的液压油收回左顶头112和右顶头113，方便调节组件调节劈裂棒相对于孔洞洞口的距离。

本发明第二方面的实施例提供一种巷道底板卸压方法，本发明第二方面的实施例提供的巷道底板卸压方法采用了上述劈裂装置，包括：

钻孔步骤S101：采用钻机向巷道两底角钻孔；

安装步骤S102：通过调节组件2将劈裂棒1中的液压千斤顶11 伸入孔底；

第一劈裂步骤S103：通过液压千斤对孔底周围的岩石进行劈裂；

第二劈裂步骤S104：通过调节组件2缩短液压千斤顶11与孔洞洞口的距离，并使用液压千斤对液压千斤顶11周围的岩石进行劈裂。

相对于现有技术来说，本发明第二方面的实施例提供的巷道底板卸压方法可根据施工需要提高劈裂深度，操作简单，有效的缩短了作业时间，并且可控性强，代替传统钻孔爆破卸压，安全性高。

在一些实施例中，钻孔步骤S101中：为了使得液压千斤顶能够顺利的进入孔洞中，钻机向巷道两底角钻孔的直径为100－150mm。

具体地，钻机向巷道两底角钻孔的直径为100mm、110mm、120 mm、130mm、140mm、150mm。在至少一个实施例中，钻机向巷道两底角钻孔的直径为120mm。

在一些实施例中，钻孔步骤S101中：钻机向巷道两底角钻孔的深度为12－15m，有效的切断水平应力的传递。

具体地，钻机向巷道两底角钻孔的直径为12m、13m、14m、 15m。在至少一个实施例中，钻机向巷道两底角钻孔的直径为13m。

在一些实施例中，为了使得液压千斤顶11工作过程中更加的稳定，安装步骤S102还包括步骤S1022：将调节组件2固定于巷道底板。当液压千斤顶11伸入孔底后，可以通过固定销将调节组件2与巷道底板连接，避免液压千斤顶11对岩石进行劈裂时液压千斤顶11 产生晃动。

在一些实施例中，为了使得液压千斤顶11对岩石劈裂后岩石表面会出现5－8厘米的分裂缝隙，第一劈裂步骤S103以及第二劈裂步骤S104中：液压千斤顶11对周围的岩石产生的压强为150－170MPa。

具体地，液压千斤顶11对周围的岩石产生的压强为150MPa、 160MPa、170MPa。在至少一个实施例中，液压千斤顶11对周围的岩石产生的压强为160MPa。

在使用时，液压机构12通过油腔111中的液压油推出左顶头112 和右顶头113，液压油表显示液压达到160MPa时，液压机构12停止工作，处于保压状态，第一段劈裂完成。随后转动手动阀黑色油管，左顶头112和右顶头113收缩，操作人员将调节组件向上提一定长度，并使用固定销将连接杆与巷道底板连接，防止劈裂棒下滑。

在一些实施例中，第一劈裂步骤S103之后，多次重复第二劈裂步骤S104，直至液压千斤顶11露出孔洞洞口，实现多段劈裂，达到深孔劈裂的效果。

需要说明的是，在第二劈裂步骤S104中，液压千斤顶11移动的距离约等于液压千斤顶的劈裂长度，即一次劈裂完成后的岩石不需要再次进行劈裂。以液压千斤顶11每一次的劈裂长度为1.5m，液压千斤顶11移动的距离为1.4－1.6m。具体地，液压千斤顶11移动的距离可以为1.4m、1.5m、1.6m.在至少一个实施例中液压千斤顶11 移动的距离为1.5m。

具体地，连接杆21的长度等于液压千斤顶11每一次的劈裂长度。

综上所述，根据本发明的实施例可选因素较多。根据本发明的权利要求可以组合出多种实施方法，因此根据本发明的权利要求组合出的技术方法均在本发明的保护范围之内。下面将结合具体的实施例对本发明进行进一步地描述。

实施例一：

如图4所示，本实施例提供的一种巷道底板卸压方法，包括：

步骤S101：采用钻机向巷道两底角钻孔；

步骤S1021：通过调节组件2将劈裂棒1中的液压千斤顶11伸入孔底；

步骤S103：通过液压千斤对孔底周围的岩石进行劈裂；

步骤S104：通过调节组件2缩短液压千斤顶11与孔洞洞口的距离，并使用液压千斤对液压千斤顶11周围的岩石进行劈裂。

为了能够更加清楚地对上述巷道底板卸压方法进行描述，具体可以以图4所示的方法为例进行介绍。如图4所示，首先进行步骤S101 采用钻机向巷道两底角钻孔，孔径100－150mm，钻深12－15m，沿着巷道的延伸方向，相邻的两个孔间距3－5m；随后进行步骤S1021通过调节组件2将劈裂棒1中的液压千斤顶11伸入孔底，在步骤S1021 中，一边将多个连接杆21依次连接，一边将液压千斤顶11下降到孔底；随后进行步骤S103通过液压千斤对孔底周围的岩石进行劈裂，在步骤S103中，液压机构12通过油腔111中的液压油推出左顶头112和右顶头113，液压油表显示液压达到160MPa时，液压机构12 停止工作，处于保压状态，第一段劈裂完成，随后转动手动阀黑色油管，左顶头112和右顶头113收缩。随后进行步骤S104：通过调节组件2缩短液压千斤顶11与孔洞洞口的距离，并使用液压千斤对液压千斤顶11周围的岩石进行劈裂，在步骤S104中，一边上提液压千斤顶11，一边将最顶端的连接杆21拆下，移动一定距离后，停止移动，并再次通过液压机构12推出左顶头112和右顶头113；最后重复进行步骤S104，直至液压千斤顶11露出孔洞洞口。

实施例二：

如图5所示，本实施例提供的一种巷道底板卸压方法，包括：

步骤S101：采用钻机向巷道两底角钻孔；

步骤S1021：通过调节组件2将劈裂棒1中的液压千斤顶11伸入孔底；

步骤S1022：将调节组件2固定于巷道底板；

步骤S103：通过液压千斤对孔底周围的岩石进行劈裂；

步骤S104：通过调节组件2缩短液压千斤顶11与孔洞洞口的距离，并使用液压千斤对液压千斤顶11周围的岩石进行劈裂。

为了能够更加清楚地对上述巷道底板卸压方法进行描述，具体可以以图4所示的方法为例进行介绍。如图4所示，首先进行步骤S101 采用钻机向巷道两底角钻孔，孔径100－150mm，钻深12－15m，沿着巷道的延伸方向，相邻的两个孔间距3－5m；随后进行步骤S1021通过调节组件2将劈裂棒1中的液压千斤顶11伸入孔底，在步骤S1021 中，一边将多个连接杆21依次连接，一边将液压千斤顶11下降到孔底；随后进行步骤S1022：将调节组件2固定于巷道底板，在步骤S1022 中，将固定销插装至最上端的连接杆21上，并将固定销与巷道底板连接，保证液压千斤顶11工作过程中的稳定；随后进行步骤S103 通过液压千斤对孔底周围的岩石进行劈裂，在步骤S103中，液压机构12通过油腔111中的液压油推出左顶头112和右顶头113，液压油表显示液压达到160MPa时，液压机构12停止工作，处于保压状态，第一段劈裂完成，随后转动手动阀黑色油管，左顶头112和右顶头113收缩。随后进行步骤S104：通过调节组件2缩短液压千斤顶 11与孔洞洞口的距离，并使用液压千斤对液压千斤顶11周围的岩石进行劈裂，在步骤S104中，一边上提液压千斤顶11，一边取消最顶端的连接杆21与固定销的连接，并将该连接杆21拆下，移动一定距离后，停止移动，并再次通过液压机构12推出左顶头112和右顶头 113；最后重复进行步骤S104，直至液压千斤顶11露出孔洞洞口。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种劈裂装置，其特征在于，包括劈裂棒和与所述劈裂棒连接的调节组件，所述劈裂棒用于伸入孔洞并对岩石进行劈裂，所述调节组件用于沿着孔洞的延伸方向调节所述劈裂棒相对于孔洞洞口的距离；

所述调节组件包括多个依次连接的连接杆，且相邻的两个连接杆之间可拆卸连接；

每一个所述连接杆上均设有多个用于插装固定销的通孔，所述固定销用于将所述连接杆与巷道底板连接，多个通孔沿着连接杆的长度方向依次排布。

2.根据权利要求1所述的劈裂装置，其特征在于，所述劈裂棒包括液压千斤顶和与所述液压千斤顶流体连通的液压机构，所述液压千斤顶与所述调节组件连接，所述液压机构用于为所述液压千斤顶提供动力。

3.一种采用了如权利要求1或2所述的劈裂装置的巷道底板卸压方法，其特征在于，包括：

钻孔步骤：采用钻机向巷道两底角钻孔；

安装步骤：通过所述调节组件将所述劈裂棒中的液压千斤顶伸入孔底；

第一劈裂步骤：通过所述液压千斤对孔底周围的岩石进行劈裂；

第二劈裂步骤：通过所述调节组件缩短所述液压千斤顶与孔洞洞口的距离，并使用所述液压千斤对所述液压千斤顶周围的岩石进行劈裂。

4.根据权利要求3所述的巷道底板卸压方法，其特征在于，所述钻孔步骤中：

钻机向巷道两底角钻孔的直径为100－150mm。

5.根据权利要求3所述的巷道底板卸压方法，其特征在于，所述钻孔步骤中：

钻机向巷道两底角钻孔的深度为12－15m。

6.根据权利要求3所述的巷道底板卸压方法，其特征在于，所述安装步骤还包括：

将所述调节组件固定于巷道底板。

7.根据权利要求3所述的巷道底板卸压方法，其特征在于，所述第一劈裂步骤以及所述第二劈裂步骤中：

所述液压千斤顶对周围的岩石产生的压强为150－170MPa。

8.根据权利要求3所述的巷道底板卸压方法，其特征在于，所述第一劈裂步骤之后，多次重复所述第二劈裂步骤，直至所述液压千斤顶露出孔洞洞口。

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