CN113047899B - 一种深孔多级松动爆破致裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深孔多级松动爆破致裂方法，包括开设钻孔和观测孔并组装设备、检测气密性、向钻孔注入还原剂和氧化以及点火起爆；本方法应用于煤矿卸压增透，同一钻孔能够实现多级爆破，形成更大的卸压范围，通过爆炸冲击在煤体内部形成裂隙，从而为煤体内部赋存的瓦斯提供渗流通道，增加煤体透气性，以便于瓦斯抽采。
Description
技术领域
本发明涉及深孔爆破领域，具体涉及一种深孔多级松动爆破致裂方法。
背景技术
目前深孔松动卸压爆破均为单级爆破的方式，使用炸药一般为固体炸药，一次装填完炸药爆炸后，在同一孔内无法进行连续两次或多次爆破。单级爆破的爆炸作用力无法多次作用于煤体，只能产生一次裂隙/裂纹；而多级爆破在在前一次爆破产生的裂隙/裂纹基础上，进一步发育裂隙裂纹，从而使单孔周围煤体的裂纹更加丰富，扩展了单孔的卸压区域，直至与周围的其它孔贯通，提高卸压增透效果，也便于检测松动爆破的卸压的有效范围。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种深孔多级松动爆破致裂方法，其应用于煤矿卸压增透，能够实现多级爆破，通过爆炸在煤体内部形成裂隙，从而为煤体内部赋存的瓦斯提供通道，增加煤体透气性，以便于瓦斯抽采。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种深孔多级松动爆破致裂方法，具体包括以下步骤：
S1、开设钻孔和观测孔并组装设备；预备两个分别用于填充氧化剂和还原剂的气瓶，气瓶的出口通过第一回火防止器连接软管，软管沿着远离气瓶的方向上依次设有流量计、第一阀门以及压力表，软管另一端连通耐高温管，耐高温管另一端伸入钻孔内并连通混合器，耐高温管伸入钻孔内的部分包裹在隔热套管内并设置第二回火防止器，混合器被隔热套管包裹并且其喷火端裸露在外；点火控制器与耐高温导线连通，耐高温导线另一端伸入隔热套管内与点火器连通，点火器装入混合器中，抽放管其中一端伸入钻孔内，抽放管未伸入钻孔部分设置第二阀门和阻火器；钻孔的出口设置封孔段进行密封处理，混合器远离封孔段五米以上；
S2、设备组装完成后，关闭两个第一阀门，通过抽放管向钻孔内注入压缩空气，其压力不大于煤层原始瓦斯压力90%，直至钻孔内压力和注入压力平衡，设此时压力为P，关闭第二阀门，进行一段时间的保压后，检验封孔段气密性，同时检验对外裸露的各个管路连接处气密性，确保气密性合格，否则进行密封处理；
S3、气密性检验合格后，对钻孔内的气体通过抽放管进行负压抽放一段时间；然后关闭第二阀门，打开两个第一阀门，按照完全燃烧的比例注入还原剂和氧化剂；当钻孔内压力为P后停止注入还原剂和氧化剂，关闭两个第一阀门；
S4、通过点火控制器控制点火器点火，对钻孔内空间进行远程点火起爆；
S5、起爆完成后，连接抽放管至抽采管路，打开第二阀门，进行一段时间的负压抽放，排除钻孔内爆炸后产生的气体；
S6、重复步骤S3至S5，进行下一轮作业；如此循环多次，当检测气密性时，发现钻孔向观测孔漏气时，结束松动爆破，表明被爆破后的钻孔与观测孔之间导通。
优选地，所述隔热套管由若干节螺纹连接在一起的隔热管组成。
优选地，所述抽放管伸入钻孔的一端距离封孔段2米以上。
优选地，所述封孔段沿着钻孔长度方向的厚度大于2米。
优选地，所述点火器包括分别与耐高温导线连接的感温探针和点火针。
优选地，步骤S2中保压时间大于5分钟。
优选地，步骤S5中负压抽取的时间大于10分钟。
优选地，步骤S3中对钻孔内的气体通过抽放管进行负压抽放时间设为5分钟。
本发明的有益效果在于：本方法应用于煤矿卸压增透，能够在同一个钻孔内实现多级爆破，直至达到预定的卸压状态，因此卸压效果比传统松动爆破更可靠，形成的有效卸压范围更大；通过爆炸在煤体内部形成裂隙，从而为煤体内部赋存的瓦斯提供通道，增加煤体透气性，以便于瓦斯抽采；相比传统松动爆破，卸压范围更广，因此可以减少打孔数量；传统松动爆破存在哑炮，回收困难，给现场留下隐患，本发明不存在哑炮问题，也不会因此而给现场留下隐患，内部氧化剂、还原剂便于用空气稀释到小于燃烧下限的浓度并及时抽走。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种深孔多级松动爆破致裂方法中各设备连接图图；
图2为本发明实施例提供的点火器结构示意图。
附图标记说明：
1、气瓶；2、第一回火防止器；3、流量计；4、第一阀门；5、压力表；6、软管；7、抽放管；8、阻火器；9、第二阀门；10、点火控制器；11、耐高温导线；12、封孔段；13、钻孔；14、耐高温管；15、混合器；16、第二回火防止器；17、点火器；18、观测孔；19、感温探针；20、点火针。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
如图1至图2所示，一种深孔多级松动爆破致裂方法，具体包括以下步骤：
S1、开设钻孔13和观测孔18并组装设备；预备两个分别用于填充氧化剂和还原剂的气瓶1，气瓶1的出口通过第一回火防止器2连接软管6，软管6沿着远离气瓶1的方向上依次设有流量计3、第一阀门4以及压力表5，软管6另一端连通耐高温管14，耐高温管14另一端伸入钻孔13内并连通混合器15，耐高温管14伸入钻孔13内的部分包裹在隔热套管内并设置第二回火防止器16，混合器15被隔热套管包裹并且其喷火端裸露在外；点火控制器10与耐高温导线11连通，耐高温导线11另一端伸入隔热套管内与点火器17连通，点火器17装入混合器15中，抽放管7其中一端伸入钻孔13内，抽放管7未伸入钻孔13部分设置第二阀门9和阻火器8；钻孔13的出口设置封孔段12进行密封处理，混合器15远离封孔段12五米以上；
S2、设备组装完成后，关闭两个第一阀门4，通过抽放管7向钻孔13内注入压缩空气，其压力不大于煤层原始瓦斯压力90%，如果注入压力大于原始瓦斯压力，理想情况下，空气会驱替瓦斯，压力会持续下降至原始瓦斯压力；如果压力大于瓦斯原始压力，在气密性检验时，压力会持续下降，难以分辨是因为漏气还是因为空气压力传到煤体深部，之所以设定为原始压力的90%，主要是考虑钻孔周围卸压区内瓦斯压力一般都比原始瓦斯压力小；如瓦斯压力为1MPa，则注入压力不大于0.9MPa，直至钻孔13内压力和注入压力平衡，设此时压力为P，关闭第二阀门9，进行一段时间的保压后，保压时间大于5分钟，检验封孔段12气密性，同时检验对外裸露的各个管路连接处气密性，确保气密性合格，否则进行密封处理；
S3、气密性检验合格后，对钻孔13内的气体通过抽放管7进行负压抽放5分钟，主要目的是在钻孔13内形成负压状态，便于后续注入更多氧化剂、还原剂；然后关闭第二阀门9，打开两个第一阀门4，按照体积流量比1:1的比例注入还原剂和氧化剂；当钻孔13内压力为P后停止注入还原剂和氧化剂，关闭两个第一阀门4；
S4、通过点火控制器10控制点火器17点火，对钻孔13内空间进行远程点火起爆；
S5、起爆完成后，连接抽放管7至抽采管路，打开第二阀门9，进行一段时间的负压抽放，排除钻孔13内爆炸后产生的气体；负压抽取的时间大于5分钟；
S6、重复步骤S3至S5，进行下一轮作业；如此循环多次，当检测气密性时，发现钻孔13向观测孔18漏气时，结束松动爆破，表明被爆破后的钻孔13与观测孔18之间导通。
所述隔热套管由若干节螺纹连接在一起的隔热管组成。
所述抽放管7伸入钻孔13的一端距离封孔段122米以上。
所述封孔段12沿着钻孔13长度方向的厚度大于2米。
所述点火器17包括分别与耐高温导线11连接的感温探针19和点火针20，所述点火控制器10设有温度显示面板，温度显示面板能够显示感温探针19检测的实时温度，点火控制器10还包括PC机，PC机用于存储历史温度数据以及控制点火器17工作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、开设钻孔（13）和观测孔（18）并组装设备；准备两个分别用于填充氧化剂和还原剂的气瓶（1），气瓶（1）的出口通过第一回火防止器（2）连接软管（6），软管（6）沿着远离气瓶（1）的方向上依次设有流量计（3）、第一阀门（4）以及压力表（5），软管（6）另一端连通耐高温管（14），耐高温管（14）另一端伸入钻孔（13）内并连通混合器（15），耐高温管（14）伸入钻孔（13）内的部分包裹在隔热套管内并设置第二回火防止器（16），混合器（15）被隔热套管包裹并且其喷火端裸露在外；点火控制器（10）与耐高温导线（11）连通，耐高温导线（11）另一端伸入隔热套管内与点火器（17）连通，点火器（17）装入混合器（15）中，抽放管（7）其中一端伸入钻孔（13）内，抽放管（7）未伸入钻孔（13）的部分设置第二阀门（9）和阻火器（8）；钻孔（13）的出口设置封孔段（12）进行密封处理，混合器（15）远离封孔段（12）五米以上；观测孔（18）开设若干个，钻孔（13）和观测孔（18）之间距离2-10米；
S2、设备组装完成后，关闭两个第一阀门（4），通过抽放管（7）向钻孔（13）内注入压缩空气，其压力不大于煤层原始瓦斯压力90%，直至钻孔（13）内压力和注入压力平衡，设此时压力为P，关闭第二阀门（9），进行一段时间的保压后，检验封孔段（12）气密性，同时检验对外裸露的各个管路连接处气密性，确保气密性合格；
S3、气密性检验合格后，对钻孔（13）内的气体通过抽放管（7）进行负压抽放一段时间；然后关闭第二阀门（9），打开两个第一阀门（4），按照能够完全燃烧的比例注入还原剂和氧化剂；当钻孔（13）内压力为P后停止注入还原剂和氧化剂，关闭两个第一阀门（4）；
S4、通过点火控制器（10）控制点火器（17）点火，对钻孔（13）内空间进行远程点火起爆；
S5、起爆完成后，连接抽放管（7）至外部抽采管路，打开第二阀门（9），进行一段时间的负压抽放，排除钻孔（13）内爆炸后产生的气体；
S6、重复步骤S3至S5，进行下一轮作业；如此循环多次，当在检测气密性过程中，发现钻孔（13）向观测孔（18）漏气时，结束松动爆破，表明被爆破后的钻孔（13）与观测孔（18）之间导通。
2.如权利要求1所述的一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，所述隔热套管由若干节螺纹连接在一起的隔热管组成。
3.如权利要求1所述的一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，所述抽放管（7）伸入钻孔（13）的一端距离封孔段（12）2米以上。
4.如权利要求1所述的一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，所述封孔段（12）沿着钻孔（13）长度方向的厚度大于2米。
5.如权利要求1所述的一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，所述点火器（17）包括分别与耐高温导线（11）连接的感温探针（19）和点火针（20）。
6.如权利要求1所述的一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，步骤S2中保压时间大于10分钟。
7.如权利要求1所述的一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，步骤S5中负压抽取的时间大于5分钟。
8.如权利要求1所述的一种深孔多级松动爆破致裂方法，其特征在于，步骤S3中对钻孔（13）内的气体通过抽放管（7）进行负压抽放时间设为5分钟。
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