CN112832763A - 一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法 - Google Patents
一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112832763A CN112832763A CN202110299133.3A CN202110299133A CN112832763A CN 112832763 A CN112832763 A CN 112832763A CN 202110299133 A CN202110299133 A CN 202110299133A CN 112832763 A CN112832763 A CN 112832763A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fracturing
- coal
- hard rock
- static
- face
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 135
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 126
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 102
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 36
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 18
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000023753 dehiscence Effects 0.000 description 1
- ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N dialuminum;disodium;oxygen(2-);silicon(4+);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Na+].[Na+].[Al+3].[Al+3].[Si+4].[Si+4].[Si+4].[Si+4] ONCZQWJXONKSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229940080314 sodium bentonite Drugs 0.000 description 1
- 229910000280 sodium bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N tricalcium;diborate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C37/00—Other methods or devices for dislodging with or without loading
- E21C37/04—Other methods or devices for dislodging with or without loading by devices with parts pressed mechanically against the wall of a borehole or a slit
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，涉及煤矿井下开采技术领域。包括回采巷道、煤层、坚硬岩石断层以及工作面顶板岩层，坚硬岩石断层的顶部开设有致裂孔，致裂孔的内部设置有静态致裂药卷。该煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，本发明采用的坚硬岩石断层的方法，无需额外开凿钻孔作为静态致裂的自由空间，减少了静态破岩所需的钻孔工序，整个破岩过程只需完成一次静态致裂工序，致裂后割煤机即可对坚硬岩石断层顺利进行切割，使用静态致裂药卷而非静态致裂浆液进行破岩，确保静态致裂效率，且本发明所提出的方法已于年年初在陕西省榆林市郭家湾煤矿过坚硬岩石断层采煤工作面成功应用。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下开采技术领域，具体为一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法。
背景技术
在煤矿井下开采领域，采煤工作面在推进过程中时常遇到坚硬岩石断层，工作面底部岩层在构造应力作用下向采煤工作面方向凸起，阻碍割煤机的正常采煤工序，这一现象在我国陕北矿区日益频繁发生，通常情况下，割煤机难以切割采煤工作面断层中的坚硬岩体，只能通过钻孔爆破的方法对坚硬岩石断层进行预裂、破碎，随后进行正常的采煤工序，然而，我国陕北、新疆、内蒙古等省份对煤矿火工品管理严格，煤矿日常储备的火工品数量极为有限，已难以将传统的钻孔爆破方法作为处理采煤工作面坚硬岩石断层的常规手段，当类似情况发生时，煤矿常面临停产的风险，此外，随着我国煤矿采煤工作面智能化建设，爆破过程产生的震动冲击波，会对工作面内布置的支架和精密传感器造成影响，给智能化采煤工作面带来巨大安全隐患。
静态致裂剂由生石灰、高铝水泥、石膏、硼酸钙、钠基膨润土、水化反应延缓剂等材料组成，静态致裂技术，是利用水化膨胀后的静态致裂剂，对钻孔壁施加拉应力，当孔壁切向上引起的拉应力大于岩石的抗拉强度时，达到破岩的目的，20世纪80年代以来，静态致裂技术在矿山工程领域逐步得到应用，静态致裂剂非燃、非爆、无毒，且不属于危险品，便于保管，静态致裂技术适用于不允许和不适宜使用常规炸药爆破的施工条件和环境。
现有技术中，专利公开号为CN107503747A，名称为“一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法”的专利，王峰发表的名称为“高河矿静力破岩处理巷道端头悬顶运用与分析”的论文和武利发表的名称为“静态破碎剂力学性能研究及在端头悬顶中的应用”的论文公开了一种通过静态致裂技术促进采煤工作面端头三角区坚硬顶板垮落的方法，该方法旨在通过静态致裂剂技术增强工作面三角区坚硬顶板的可冒落性，使其随工作面推进在重力作用下逐步垮落。专利公开号为CN111535790A，名称为“一种煤层静态膨胀致裂增透设备和方法”的专利和专利公开号为CN108915695A，名称为“一种突出煤层回采巷道静态致裂快速掘进方法”的专利公开了一种通过静态致裂技术在高瓦斯煤层中制造人造裂隙的方法，其应用目的是增强煤层渗透性，提升瓦斯抽采效率，李开学和梁勇发表的名称为“静态破碎技术在煤矿扩大巷道断面中的应用与分析”的论文和黄超发表的名称为“静态破碎技术在岱河煤矿刷帮工程中的应用”的论文公开了一种通过静态致裂技术破碎巷道帮部围岩，实现巷道扩帮的方法，白振平等发表的名称为“岩石破碎剂在巷道掘进中的应用”的论文公开了一种利用静态破碎技术取代炸药爆破技术进行岩巷掘进的技术，李旺年等发表的名称为“动压巷道坚硬底板底鼓治理施工技术研究及应用”的论文公开了一种通过静态致裂技术破碎巷道底板岩体，治理巷道底鼓的方法。
静态致裂技术目前在我国煤矿井下开采领域有着一定应用，包括工作面端头三角区坚硬顶板治理，高瓦斯煤层增透，巷道扩帮，取代炸药爆破技术进行岩巷掘进，治理巷道底鼓等，但在过采煤工作面坚硬岩石断层中的应用较少，桂良玉发表的名称为“静态破碎技术在综采过断层中的应用”的论文提出了一种通过静态致裂技术处理工作面坚硬岩石断层的方法，该方法首先需在断层岩体中人为开凿一个大直径钻孔作为静态致裂的自由空间；随后在大直径钻孔周边开凿装药孔灌注静态致裂浆液，致裂后使用风镐将破碎岩体剔除形成更大的自由空间；最后在装药孔周边再一次开凿崩落孔，灌注静态致裂浆液进行二次破岩，辅助割煤机对坚硬断层进行切割，该方法存在以下不足：1)钻孔工序复杂，需使用钻机开凿大直径钻孔和风钻(或锚索钻机)开凿装药孔和崩落孔；2)破岩工序繁琐，需完成两次静态破岩(分别在装药孔和崩落孔内进行静态致裂)；3)在割煤机切割前，需使用风镐移除部分破碎岩体，增加了人力成本和时间成本；4)使用静态致裂浆液进行静态破岩时，致裂孔内所灌注浆液容易沿断层岩体内裂隙流失，降低静态破岩效率，因此，在煤矿井下开采领域，亟需一种安全、高效的处理采煤工作面坚硬岩石断层的方法，为此，我们提出了一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，实现对煤矿井下采煤工作面坚硬岩石断层的安全、高效破碎，进而消除采煤工作面由坚硬岩石断层造成的停产隐患。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，包括回采巷道、煤层、坚硬岩石断层以及工作面顶板岩层，所述坚硬岩石断层的顶部开设有致裂孔，所述致裂孔的内部设置有静态致裂药卷，所述致裂孔的内部活动设置有延伸至致裂孔外侧的推杆，所述致裂孔的顶部设置有黄泥，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取煤层中坚硬岩石断层的几何尺寸和力学属性，根据结果确定致裂孔的直径、数量、长度、间距等致裂孔布置参数；
S2、根据步骤一中所确定的致裂孔布置参数和采煤工作面的温度，确定静态致裂药卷的几何尺寸和产品型号，将所述的静态致裂药卷放入温水中浸泡一定时间后，依次放入致裂孔内；
S3、待静态致裂药卷在致裂孔内反应一定时间并在坚硬岩石断层中形成贯通裂隙后，启动割煤机对致裂后的所述的坚硬岩石断层进行切割，破碎岩石通过刮板输送机运出工作面后，开始正常的采煤工序。
进一步优化本技术方案，所述的步骤S1中致裂孔采用梅花型布置，钻孔轴线平行于工作面推进方向。
进一步优化本技术方案，所述的步骤S1中当坚硬岩石断层的普氏系数小于6时，所述的致裂孔孔径为36-50mm，间距为300-350mm，排距约500mm。
进一步优化本技术方案，所述的步骤S1中坚硬岩石断层的普氏系数大于6且小于8时，所述致裂孔孔径为36-50mm，间距为250-300mm，排距约400mm；当坚硬岩石断层的普氏系数大于8且小于10时，致裂孔孔径为36-50mm，间距为200-250mm，排距约300mm。
进一步优化本技术方案，所述的步骤S2中当采煤工作面温度为0-15℃时，使用反应时间较块的适用于冬季的静态致裂药卷。
进一步优化本技术方案，所述的步骤S2中当采煤工作面温度为10-25℃时，使用反应时间适中的适用于春秋的静态致裂药卷，当采煤工作面温度为25-35℃时，使用反应时间较慢的适用于夏季的静态致裂药卷。
进一步优化本技术方案，所述的步骤S2中静态致裂药卷放入致裂孔内后，使用推杆将所述的静态致裂药卷压实，随后用黄泥进行封孔，封孔深度约5cm。
进一步优化本技术方案，所述的步骤S2中静态致裂药卷在温水中的浸泡时间为2.5-5min。
与现有技术相比，本发明提供了一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，具备以下有益效果：
1、该煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，本发明采用的坚硬岩石断层的方法，无需额外开凿钻孔作为静态致裂的自由空间，减少了静态破岩所需的钻孔工序，整个破岩过程只需完成一次静态致裂工序，致裂后割煤机即可对坚硬岩石断层顺利进行切割，使用静态致裂药卷(而非静态致裂浆液)进行破岩，确保静态致裂效率，且本发明所提出的方法已于2020年年初在陕西省榆林市郭家湾煤矿过坚硬岩石断层采煤工作面成功应用。
2、该煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，本发明提出的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法能够对煤矿井下采煤工作面坚硬岩石断层进行安全和高效破碎，进而消除采煤工作面由坚硬岩石断层造成的停产隐患，有可控性强、安全可靠以及操作简便的优点。
附图说明
图1为本发明实施例的致裂孔布置剖面图；
图2为本发明实施例的致裂孔布置平面图；
图3为本发明实施例的致裂钻孔装药工序剖面图；
图4为本发明提出的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法的流程示意图。
图中：1、回采巷道；2、煤层；3、坚硬岩石断层；4、致裂孔；5、工作面顶板岩层；6、静态致裂药卷；7、黄泥；8、推杆。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
实施例一：
请参考图1-图4所示，本发明公开了一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，包括回采巷道1、煤层2、坚硬岩石断层3以及工作面顶板岩层5，所述坚硬岩石断层3的顶部开设有致裂孔4，所述致裂孔4的内部设置有静态致裂药卷6，所述致裂孔4的内部活动设置有延伸至致裂孔4外侧的推杆8，所述致裂孔4的顶部设置有黄泥7，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取煤层2中坚硬岩石断层3的几何尺寸和力学属性，根据结果确定致裂孔4的直径、数量、长度、间距等致裂孔布置参数，致裂孔4采用梅花型布置，钻孔轴线平行于工作面推进方向，当坚硬岩石断层3的普氏系数小于6时，所述的致裂孔4孔径为40mm，间距为330mm，排距约500mm，坚硬岩石断层3的普氏系数大于6且小于8时，所述致裂孔4孔径为40mm，间距为270mm，排距约400mm；当坚硬岩石断层3的普氏系数大于8且小于10时，致裂孔4孔径为40mm，间距为220mm，排距约300mm；
S2、根据步骤一中所确定的致裂孔布置参数和采煤工作面的温度，确定静态致裂药卷6的几何尺寸和产品型号，将所述的静态致裂药卷6放入温水中浸泡一定时间后，依次放入致裂孔4内，当采煤工作面温度为5℃时，使用反应时间较块的适用于冬季的静态致裂药卷6，当采煤工作面温度为12℃时，使用反应时间适中的适用于春秋的静态致裂药卷6，当采煤工作面温度为25℃时，使用反应时间较慢的适用于夏季的静态致裂药卷6，静态致裂药卷6放入致裂孔4内后，使用推杆8将所述的静态致裂药卷6压实，随后用黄泥7进行封孔，封孔深度约5cm，静态致裂药卷6在温水中的浸泡时间为2.5min；
S3、待静态致裂药卷6在致裂孔4内反应一定时间并在坚硬岩石断层3中形成贯通裂隙后，启动割煤机对致裂后的所述的坚硬岩石断层3进行切割，破碎岩石通过刮板输送机运出工作面后，开始正常的采煤工序。
实施例二：
请参考图1-图4所示，本发明公开了一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，包括回采巷道1、煤层2、坚硬岩石断层3以及工作面顶板岩层5，所述坚硬岩石断层3的顶部开设有致裂孔4，所述致裂孔4的内部设置有静态致裂药卷6，所述致裂孔4的内部活动设置有延伸至致裂孔4外侧的推杆8，所述致裂孔4的顶部设置有黄泥7，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取煤层2中坚硬岩石断层3的几何尺寸和力学属性，根据结果确定致裂孔4的直径、数量、长度、间距等致裂孔布置参数，致裂孔4采用梅花型布置，钻孔轴线平行于工作面推进方向，当坚硬岩石断层3的普氏系数小于6时，所述的致裂孔4孔径为40mm，间距为330mm，排距约500mm，坚硬岩石断层3的普氏系数大于6且小于8时，所述致裂孔4孔径为45mm，间距为270mm，排距约400mm；当坚硬岩石断层3的普氏系数大于8且小于10时，致裂孔4孔径为40mm，间距为220mm，排距约300mm；
S2、根据步骤一中所确定的致裂孔布置参数和采煤工作面的温度，确定静态致裂药卷6的几何尺寸和产品型号，将所述的静态致裂药卷6放入温水中浸泡一定时间后，依次放入致裂孔4内，当采煤工作面温度为8℃时，使用反应时间较块的适用于冬季的静态致裂药卷6，当采煤工作面温度为20℃时，使用反应时间适中的适用于春秋的静态致裂药卷6，当采煤工作面温度为30℃时，使用反应时间较慢的适用于夏季的静态致裂药卷6，静态致裂药卷6放入致裂孔4内后，使用推杆8将所述的静态致裂药卷6压实，随后用黄泥7进行封孔，封孔深度约5cm，静态致裂药卷6在温水中的浸泡时间为4min；
S3、待静态致裂药卷6在致裂孔4内反应一定时间并在坚硬岩石断层3中形成贯通裂隙后，启动割煤机对致裂后的所述的坚硬岩石断层3进行切割，破碎岩石通过刮板输送机运出工作面后，开始正常的采煤工序。
实施例三：
请参考图1-图4所示，本发明公开了一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，包括回采巷道1、煤层2、坚硬岩石断层3以及工作面顶板岩层5，所述坚硬岩石断层3的顶部开设有致裂孔4，所述致裂孔4的内部设置有静态致裂药卷6，所述致裂孔4的内部活动设置有延伸至致裂孔4外侧的推杆8，所述致裂孔4的顶部设置有黄泥7，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取煤层2中坚硬岩石断层3的几何尺寸和力学属性，根据结果确定致裂孔4的直径、数量、长度、间距等致裂孔布置参数，致裂孔4采用梅花型布置，钻孔轴线平行于工作面推进方向，当坚硬岩石断层3的普氏系数小于6时，所述的致裂孔4孔径为48mm，间距为340mm，排距约500mm，坚硬岩石断层3的普氏系数大于6且小于8时，所述致裂孔4孔径为36-50mm，间距为250-300mm，排距约400mm；当坚硬岩石断层3的普氏系数大于8且小于10时，致裂孔4孔径为48mm，间距为240mm，排距约300mm；
S2、根据步骤一中所确定的致裂孔布置参数和采煤工作面的温度，确定静态致裂药卷6的几何尺寸和产品型号，将所述的静态致裂药卷6放入温水中浸泡一定时间后，依次放入致裂孔4内，当采煤工作面温度为10℃时，使用反应时间较块的适用于冬季的静态致裂药卷6，当采煤工作面温度为20℃时，使用反应时间适中的适用于春秋的静态致裂药卷6，当采煤工作面温度为35℃时，使用反应时间较慢的适用于夏季的静态致裂药卷6，静态致裂药卷6放入致裂孔4内后，使用推杆8将所述的静态致裂药卷6压实，随后用黄泥7进行封孔，封孔深度约5cm，静态致裂药卷6在温水中的浸泡时间为4.5min；
S3、待静态致裂药卷6在致裂孔4内反应一定时间并在坚硬岩石断层3中形成贯通裂隙后，启动割煤机对致裂后的所述的坚硬岩石断层3进行切割，破碎岩石通过刮板输送机运出工作面后，开始正常的采煤工序。
判断标准：通过三个实施例对比，效果最佳者为实施例二，因此，选择实施例二为最佳实施例，具体对量的改变，也属于本技术方案保护的范围。
本发明的有益效果：该煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，本发明采用的坚硬岩石断层的方法，无需额外开凿钻孔作为静态致裂的自由空间，减少了静态破岩所需的钻孔工序，整个破岩过程只需完成一次静态致裂工序，致裂后割煤机即可对坚硬岩石断层顺利进行切割，使用静态致裂药卷(而非静态致裂浆液)进行破岩，确保静态致裂效率，且本发明所提出的方法已于2020年年初在陕西省榆林市郭家湾煤矿过坚硬岩石断层采煤工作面成功应用；本发明提出的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法能够对煤矿井下采煤工作面坚硬岩石断层进行安全和高效破碎，进而消除采煤工作面由坚硬岩石断层造成的停产隐患，有可控性强、安全可靠以及操作简便的优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，包括回采巷道(1)、煤层(2)、坚硬岩石断层(3)以及工作面顶板岩层(5)，其特征在于：所述坚硬岩石断层(3)的顶部开设有致裂孔(4)，所述致裂孔(4)的内部设置有静态致裂药卷(6)，所述致裂孔(4)的内部活动设置有延伸至致裂孔(4)外侧的推杆(8)，所述致裂孔(4)的顶部设置有黄泥(7)，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取煤层(2)中坚硬岩石断层(3)的几何尺寸和力学属性，根据结果确定致裂孔(4)的直径、数量、长度、间距等致裂孔布置参数；
S2、根据步骤S1中所确定的致裂孔布置参数和采煤工作面的温度，确定静态致裂药卷(6)的几何尺寸和产品型号，将所述的静态致裂药卷(6)放入温水中浸泡一定时间后，依次放入致裂孔(4)内；
S3、待静态致裂药卷(6)在致裂孔(4)内反应一定时间并在坚硬岩石断层(3)中形成贯通裂隙后，启动割煤机对致裂后的所述的坚硬岩石断层(3)进行切割，破碎岩石通过刮板输送机运出工作面后，开始正常的采煤工序。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，其特征在于，所述的步骤S1中致裂孔(4)采用梅花型布置，钻孔轴线平行于工作面推进方向。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，其特征在于，所述的步骤S1中当坚硬岩石断层(3)的普氏系数小于6时，所述的致裂孔(4)孔径为36-50mm，间距为300-350mm，排距约500mm。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，其特征在于，所述的步骤S1中坚硬岩石断层(3)的普氏系数大于6且小于8时，所述致裂孔(4)孔径为36-50mm，间距为250-300mm，排距约400mm；当坚硬岩石断层(3)的普氏系数大于8且小于10时，致裂孔(4)孔径为36-50mm，间距为200-250mm，排距约300mm。
5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，其特征在于，所述的步骤S2中当采煤工作面温度为0-15℃时，使用反应时间较块的适用于冬季的静态致裂药卷(6)。
6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，其特征在于，所述的步骤S2中当采煤工作面温度为10-25℃时，使用反应时间适中的适用于春秋的静态致裂药卷(6)，当采煤工作面温度为25-35℃时，使用反应时间较慢的适用于夏季的静态致裂药卷(6)。
7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，其特征在于，所述的步骤S2中静态致裂药卷(6)放入致裂孔(4)内后，使用推杆(8)将所述的静态致裂药卷(6)压实，随后用黄泥(7)进行封孔，封孔深度约5cm。
8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法，其特征在于，所述的步骤S2中静态致裂药卷(6)在温水中的浸泡时间为2.5-5min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110299133.3A CN112832763A (zh) | 2021-03-20 | 2021-03-20 | 一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110299133.3A CN112832763A (zh) | 2021-03-20 | 2021-03-20 | 一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112832763A true CN112832763A (zh) | 2021-05-25 |
Family
ID=75930420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110299133.3A Pending CN112832763A (zh) | 2021-03-20 | 2021-03-20 | 一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112832763A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113389548A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-09-14 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 一种煤矿回采工作面快速通过无煤区的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101191415A (zh) * | 2006-11-27 | 2008-06-04 | 杨仁树 | 煤矿中岩层破碎的方法 |
| CN106761740A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-05-31 | 中国矿业大学 | 一种坚硬煤层顶板耦合致裂方法 |
| CN107035370A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-08-11 | 太原理工大学 | 一种用于沿空留巷静态破碎切顶卸压方法 |
| CN107503747A (zh) * | 2017-10-10 | 2017-12-22 | 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 | 一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法 |
| CN108252715A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 中国矿业大学 | 一种坚硬煤层顶板时空协同控制弱化方法 |
| CN108801088A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-13 | 太原理工大学 | 一种药卷形式的静态胀裂剂破岩法 |
-
2021
- 2021-03-20 CN CN202110299133.3A patent/CN112832763A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101191415A (zh) * | 2006-11-27 | 2008-06-04 | 杨仁树 | 煤矿中岩层破碎的方法 |
| CN106761740A (zh) * | 2016-11-11 | 2017-05-31 | 中国矿业大学 | 一种坚硬煤层顶板耦合致裂方法 |
| CN107035370A (zh) * | 2017-05-05 | 2017-08-11 | 太原理工大学 | 一种用于沿空留巷静态破碎切顶卸压方法 |
| CN107503747A (zh) * | 2017-10-10 | 2017-12-22 | 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 | 一种静态爆破双效致裂弱化顶板方法 |
| CN108252715A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-07-06 | 中国矿业大学 | 一种坚硬煤层顶板时空协同控制弱化方法 |
| CN108801088A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-13 | 太原理工大学 | 一种药卷形式的静态胀裂剂破岩法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113389548A (zh) * | 2021-07-21 | 2021-09-14 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 一种煤矿回采工作面快速通过无煤区的方法 |
| CN113389548B (zh) * | 2021-07-21 | 2023-02-21 | 中煤科工开采研究院有限公司 | 一种煤矿回采工作面快速通过无煤区的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104533418B (zh) | 一种用于煤矿井下深孔静力破岩法 | |
| CN106225617B (zh) | 一种基于爆夯水压致裂的岩爆防治方法 | |
| CN106930744A (zh) | 一种毫秒多级定向爆破干冰致裂方法及爆破管 | |
| CN111927470B (zh) | 深地硬岩工程微波辅助释压及支护方法 | |
| CN113153292B (zh) | 煤矿井下采煤工作面水力压裂快速过坚硬岩石断层的方法 | |
| WO2011103620A1 (en) | A method of reducing subsidence or windblast impacts from longwall mining | |
| CN109139092B (zh) | 一种治理深埋煤层冲击与瓦斯灾害的一孔多用施工方法 | |
| CN104763427B (zh) | 一种超临界co2预裂煤矿厚硬难垮顶板的方法 | |
| CN109869152B (zh) | 煤与瓦斯突出煤层预留巷道开采方法 | |
| CN102878874A (zh) | 深孔预裂爆破注浆方法 | |
| CN107387085A (zh) | 一种坚硬顶板与煤层多孔控制爆破软化方法 | |
| CN102383728A (zh) | 煤矿冲击地压缺陷分割控制方法 | |
| CN112983418A (zh) | 一种煤矿井下采煤工作面回撤通道水力压裂卸压的方法 | |
| CN106246184A (zh) | 一种急倾斜煤层的开采方法 | |
| Yang et al. | Application cumulative tensile explosions for roof cutting in Chinese underground coal mines | |
| Rathore et al. | Controlled fracture growth by blasting while protecting damages to remaining rock | |
| CN112832763A (zh) | 一种煤矿井下采煤工作面静态致裂过坚硬岩石断层的方法 | |
| CN106437712B (zh) | 煤矿周边城市强矿震减灾方法 | |
| CN109458214B (zh) | 一种低透气性煤层静态爆破增透瓦斯抽采方法 | |
| CN206801542U (zh) | 一种用于毫秒多级定向爆破干冰致裂的爆破管 | |
| Yin et al. | Gob-side entry retaining formed by roof cutting without roadside support | |
| CN113216981A (zh) | 一种深埋巷道冲击地压解危方法 | |
| CN113153297B (zh) | 一种深煤层开采覆岩非爆破预裂卸压防控动力灾害的方法 | |
| Zhang et al. | Experimental study ON the joint application OF innovative techniques for the improved drivage OF roadways at depths over 1 KM: a case study | |
| SU1686159A1 (ru) | Способ разрыва горных пород |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210525 |