CN112902778A - 一种超深孔预裂爆破送药方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超深孔预裂爆破送药方法及装置，装置包括药柱，药柱通过装药管内部填装炸药形成，其头部垂直药柱长度方向具有插入孔；插入孔内水平插入有1‑3根防滑钢丝，且防滑钢丝两端伸出插入孔外部与钻孔内壁接触；药柱尾部通过连接器固定有尼龙棒，尼龙棒与钻杆连接；钻杆连接至电动液压钻机输出端。本发明使用上述送药装置，具有送药速度快，送药位置深而精确，送药距离长，单孔装药量大，施工难度小，适用范围大等优点，解决了预裂爆破超深孔送药困难问题。药柱与钻杆之间采用尼龙棒连接，可预防静电、火花的产生，增加了井下作业的安全性。单个炮孔炸药量多，且爆炸威力大，可产生更广的粉碎区和裂隙区；填塞材料刚度大，不易发生冲炮事故。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下深层爆破技术领域，更具体的说是涉及一种超深孔预裂爆破送药方法及装置。
背景技术
坚硬顶板分布在我国各个矿区，一直以来是一个需要重视和解决的难题。坚硬顶板若不能在工作面开采后及时垮落，在工作面推进的同时，采场的坚硬顶板悬露面积过大，就会引起十分强烈的初次来压与周期来压，严重的话会引发冲击地压，煤与瓦斯突出等强矿压问题，继而造成经济损失和人员伤亡等问题。
深孔预裂爆破可以有效改变坚硬顶板应力分布，从而减少强矿压现象的产生，但是对于超深孔欲裂爆破，由于钻孔深度很深，送药便成为一个非常棘手的问题。传统的深孔爆破送药方式送药深度浅，不能满足深度大于50m深度的需要，装药密度低，爆炸威力小，产生的粉碎区和裂隙区范围有限，不仅送药速度慢、效率底下，还容易产生间隙效应，发生拒爆事故。其适用范围小，受机器等条件限制，施工难度也较大，孔径小，施工质量难以得到保证。传统的深孔预裂爆破一般采用单孔多雷管，脚线容易短，接头容易受潮，虚接，接地等问题，脚线过长其电阻就会增加，网络的可靠程度不高。因此，如何提供一种超深孔预裂爆破送药方法及装置是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
为此，本发明的一个目的在于提出一种超深孔预裂爆破送药方法，解决现有技术中送药浅、装药密度低，爆炸威力小，产生的粉碎区和裂隙区范围有限，不仅送药速度慢、效率底下，还容易产生间隙效应，发生拒爆事故。
本发明提供了一种超深孔预裂爆破送药方法，包括以下步骤：
S1、根据井下环境、爆破环境以及炮孔孔径大小选取炸药类型，随后将炸药装入装药管，并将其进行封闭，形成药柱；根据炮孔的角度，在药柱端头预留一个小孔并插入1-3根防滑钢丝，具体根据炮孔角度调整防滑钢丝数量；
S2、选取一个长度为0.5m的尼龙棒，用车工车成钻杆，前端为平头，通过连接器与药柱连接，后端与钻杆连接，平头对准炮孔；
S3、炮孔的钻探按照先钻角度大后钻角度小的炮孔依次操作，每打一个钻孔，就要立即装药；
S4、开始采用人工送药柱，当人工送药柱送不动后，采用电动液压钻机把药柱送至孔底；每次送药柱为2m，开启电动液压钻机，药柱因受钻杆的推力而向钻孔方向移动，当第一根药柱送到孔底后，撤回钻杆，重新装上药柱，重复上述操作，直到药柱全部送完；对于炮孔深超过50m，角度大于45度的钻孔，采用电动液压钻机送药，一次送药柱不超过10m，以保证装药顺畅；
S5、当药柱送完后，开始采用人工探孔管送炮头，炮头位于炮孔装药的最末端；随后进行封孔作业，待钻孔封孔注浆凝固后，方能起爆。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了超深孔预裂爆破送药方法，首先，具有送药速度快，送药位置深而精确，送药距离长，单孔装药量大，施工难度小，适用范围大等优点，解决了预裂爆破超深孔送药困难问题。其次药柱与钻杆之间采用尼龙棒连接，可预防静电、火花的产生，增加了井下作业的安全性。再次，本发明单个炮孔炸药量多，且爆炸威力大，可产生更广的粉碎区和裂隙区；相比传统方法，填塞材料刚度大，不易发生冲炮事故。最后采用防滑钢丝，根据钻孔倾角调整钢丝数量，适用于多种角度钻孔，适用范围广，且操作简单易上手，成本低，防滑性能较好。
进一步地，S1中防滑钢丝需水平送入孔中以防止其失去弹性，防止药柱送入孔内下落，每根药柱放入防滑钢丝2～3根，且呈一字型装入，严禁十字型安装。送药柱时，钢丝位于左右两侧，保持钢丝的弹性。插入防滑钢丝时，40°～60°炮孔每根药柱穿1根防滑钢丝，60°～80°炮孔每根药柱穿插2根防滑钢丝，大于80°的炮孔每根药柱穿插3根防滑钢丝。
进一步地，S3探孔完毕确定炮孔长度后，根据爆破设计方案，准备药柱和钻杆，电动液压钻机送药时，要求由专人记录装入药柱的数量和推进钻孔数量，以便随时查看装药长度与余下没装药的孔长之和与实际孔深是否相符，以确保药柱之间无空隙。
进一步地，S3中每一个炮孔钻后均需用水或风清洗多次直至炮孔内无残渣后，立即用电动液压钻机送药柱。
进一步地，S1中每一个装药管内均放置有导爆索，且导爆索长度大于等于装药管长度的80％。由于钻机送药柱不能分段装药，在孔口起爆端只能用一个炮头，必须在药柱内装入导爆索，方可确保孔内炸药全部起爆和传爆。优选的炸药必须装入药管内，且导爆索的长度不小于装药管长度的80％，炸药在管内填满，两端堵头封住。
封孔时，每个炮孔的水千万要导出来，且封孔用的导水管头穿入根钢丝，钢丝下方捆有纺织袋，用探孔管送至炮头处，再用水泥卷依次送入封堵炮孔。由此能够有效将孔内水导出来，降低孔内水压，同时防止孔内水侵入炮头，影响炸药起爆和传爆。
本发明另一个目的提供了一种超深孔预裂爆破送药装置，包括：
药柱，药柱通过装药管内部填装炸药形成，其头部垂直药柱长度方向具有插入孔；
防滑钢丝，插入孔内水平插入有1-3根防滑钢丝，且防滑钢丝两端伸出插入孔外部与钻孔内壁接触；
钻杆，药柱尾部通过连接器固定有尼龙棒，尼龙棒与钻杆连接；
以及电动液压钻机，钻杆连接至电动液压钻机输出端。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种超深孔预裂爆破送药装置，每个药柱的端头都预留插入孔，插入孔呈一字型且对称布置，供防滑钢丝穿入。尼龙棒通过车工车成钻杆，前端为平头，后端与钻杆连接，平头对准药柱，用钻杆连接器把尼龙棒和钻杆固定，防止铁质钻杆与装药管直接接触。结构简单，材料消耗少，容易操作，采用电动液压钻机送药，工人体力消耗少，送药速度快，可适应于多种作业环境，送药位置精确。
采用电动液压钻机代替风动钻机送药，用钻机送药柱时，钻杆掉头或者最前端不用钻杆，改用一根长度为0.5m左右的尼龙棒。
进一步地，装药管为静电塑料管。
进一步地，装药管内装入有导爆索。
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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种超深孔预裂爆破送药装置的炮孔装药示意图；
图2附图示出了药柱、防滑钢丝及钻孔的连接状态示意图；
图3附图为本发明提供的一种超深孔预裂爆破送药装置结构示意图；
图中：
1-药柱、2-防滑钢丝、3-尼龙棒、4-钻孔、5-钻杆、6-连接器、7-电动液压钻机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明实施例公开了一种超深孔预裂爆破送药方法，本实施例深孔送药炮孔深度101m，角度90°。
如图1-3所示，本发明提供的一种超深孔预裂爆破送药装置，包括药柱1、每个药柱的端头都预留插入孔，插入孔为呈一字型且对称开设在装药管侧壁上的两个小孔，供防滑钢丝2穿入。尼龙棒3通过车工车成钻杆，前端为平头，平头对准药柱，后端与钻杆通过钻杆的连接器6把尼龙棒3和钻杆5固定。
具体送药步骤如下：
A取一根长度为2m、内径为59mm的静电塑料管为装药管，随后装入直径为50mm的二级煤矿许用乳化炸药，对于做炮头的药管，装药时留下20cm的空间不要填药，交由放炮员装起爆的药卷。在装药管内装入导爆索，导爆索长度不得小于1.6m，最好为2m,随后用堵头将其封闭形成药柱1，药柱的长度也为2m。对于炮孔的钻探顺序，先钻角度大的炮孔，每打一个钻孔4，就要立即装药，然后进行封孔。然后钻角度小的孔，按照钻孔角度大小依次操作。
B探孔完毕确定炮孔长度后，根据设计方案，准备好药柱1和钻杆5，电动液压钻机7送药时，要求由专人记录装入药柱的数量和推进钻孔数量，以便随时查看装药长度与余下没装药的孔长之和与实际孔深是否相符，以确保药柱1之间无空隙。
C对于炮孔深超过50m，角度大于45度的钻孔，采用电动液压钻机7送药，一次送药柱1不超过10m，以保证装药顺畅。由于钻机对孔很难，所以，当一个炮孔钻好用水或风清洗多次直至炮孔内无残渣后启钻，立即用钻机送药柱1。
D选取一个长度为0.5m的尼龙棒3，用车工车成钻杆，前端为平头，通过连接器6药柱连接，后端与钻杆连接，平头对准炮孔。
E送药过程中为防止药柱1下滑，根据炮孔角度，在药柱端头预留孔穿插1～3根防滑钢丝2，40°～60°炮孔每根药柱1穿1根防滑钢丝2，60°～80°炮孔每根药柱1穿插2根防滑钢丝2，大于80°的炮孔每根药柱1穿插3根防滑钢丝2。防滑钢丝2呈一字型装入对称的两个小孔中，严禁十字型安装，防滑钢丝2需水平送入孔中，防止钢丝失去弹性。
F一开始采用人工送药的方法，当人工送药送不动后，采用电动液压钻机7把药柱1送至孔底。每次送药柱为2m，开启电动液压钻机7，药柱1因受钻杆5的推力而向钻孔4方向移动，当第一根药柱1送到孔底后，撤回钻杆5，重新装上另一个药柱1，重复上述操作，直到药柱1全部送完。由于尼龙棒钻杆3与药柱1的接触处因送药柱1时承受的压力过大，一次送药严禁超过16m(炮孔角度大的一次送药柱不超过10m，炮孔角度小的一次送药柱不得超过16m)。当到达额定数值后，退回钻杆，重新送下一个药柱1。在送药的过程中，同时关注电动液压钻机7给进压力，匀速推进送药，严禁钻杆旋转。
G当药柱1送到位后，开始采用人工探孔管送炮头。炮头位于炮孔装药的最末端，且每个炮孔内只需要一个炮头。由于炮头内严禁进入水，不能插入防滑钢丝2，且避免人工送药柱时机械损伤，在送炮头时，炮头下端可跟一个有防滑钢丝2的药柱一同送入。为避免炮线磨损，炮头的炮线需由一名工人单独操作，送炮头时将炮线捋直并位于送药管上方，防止炮线下滑与炮孔下岩壁摩擦，而造成炮线磨损。
H随后进行封孔作业，用注浆泵将封孔浆液通过注浆管压入孔内，待导水管连续喷出浑浊的浆液时，暂时停止注浆，并将注浆管的浆液全部放尽，停止2h后，再注浆2袋水泥浆，再将注浆管的浆液全部放尽；至少注3次以上，以保证孔内水泥封堵凝固的长度大于8m时，才停止注浆。注浆凝固10h后即可起爆。
经过验证发现，采用本发明超深孔欲裂爆破的送药方法解决了超深孔送药的送药困难问题。极大提高了送药的速度，提高了装药量和装药密度。解决了传统的送药方法送药深度浅，人工劳动量大的缺点。本发明不容易产生间隙效应、爆破效果好，送药位置深而精准。而且降低了施工难度，不在受其他器具等条件的限制，适用范围更大。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种超深孔预裂爆破送药方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据井下环境、爆破环境以及炮孔孔径大小选取炸药类型，随后将炸药装入装药管，并将其进行封闭，形成药柱；根据炮孔的角度，在药柱端头预留一个小孔并插入1-3根防滑钢丝，具体根据炮孔角度调整防滑钢丝数量；
S2、选取一个长度为0.5m的尼龙棒，用车工车成钻杆，前端为平头，通过连接器与药柱连接，后端与钻杆连接，平头对准炮孔；
S3、炮孔的钻探按照先钻角度大后钻角度小的炮孔依次操作，每打一个钻孔，就要立即装药；
S4、开始采用人工送药柱，当人工送药柱送不动后，采用电动液压钻机把药柱送至孔底；每次送药柱为2m，开启电动液压钻机，药柱因受钻杆的推力而向钻孔方向移动，当第一根药柱送到孔底后，撤回钻杆，重新装上药柱，重复上述操作，直到药柱全部送完；对于炮孔深超过50m，角度大于45度的钻孔，采用电动液压钻机送药，一次送药柱不超过10m，以保证装药顺畅；
S5、当药柱送完后，开始采用人工探孔管送炮头，炮头位于炮孔装药的最末端；随后进行封孔作业，待钻孔封孔注浆凝固后，方能起爆。
2.根据权利要求1所述的一种超深孔预裂爆破送药方法，其特征在于，S1中防滑钢丝需水平送入孔中以防止其失去弹性。
3.根据权利要求1所述的一种超深孔预裂爆破送药方法，其特征在于，S3探孔完毕确定炮孔长度后，根据爆破设计方案，准备药柱和钻杆，电动液压钻机送药时，要求由专人记录装入药柱的数量和推进钻孔数量，以便随时查看装药长度与余下没装药的孔长之和与实际孔深是否相符，以确保药柱之间无空隙。
4.根据权利要求1所述的一种超深孔预裂爆破送药方法，其特征在于，S3中每一个炮孔钻后均需用水或风清洗多次直至炮孔内无残渣后，立即用电动液压钻机送药柱。
5.根据权利要求1所述的一种超深孔预裂爆破送药方法，其特征在于，S1中每一个装药管内均放置有导爆索，且导爆索长度大于等于装药管长度的80％。
6.一种超深孔预裂爆破送药装置，其特征在于，包括：
药柱(1)，所述药柱(1)通过装药管内部填装炸药形成，其头部垂直所述药柱(1)长度方向具有插入孔；
防滑钢丝(2)，所述插入孔内水平插入有1-3根所述防滑钢丝(2)，且所述防滑钢丝(2)两端伸出所述插入孔外部与钻孔(4)内壁接触；
钻杆(5)，所述药柱(1)尾部通过连接器(6)固定有尼龙棒(3)，所述尼龙棒(3)与所述钻杆(5)连接；
以及电动液压钻机(7)，所述钻杆(5)连接至所述电动液压钻机(7)输出端。
7.根据权利要求6所述的一种超深孔预裂爆破送药装置，其特征在于，所述装药管为静电塑料管。
8.根据权利要求6所述的一种超深孔预裂爆破送药装置，其特征在于，所述装药管内装入有导爆索。
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