CN113153294A - 顶板岩性变化区预裂防冲方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种顶板岩性变化区预裂防冲方法，包括：S10：在回采工作面的前方的两侧施工出巷道；S20：利用钻机沿巷道向顶板钻出间隔且交替排布的纵向孔组和横向孔组；其中：所述纵向孔组包括呈扇形排布且位于第一平面的多个第一爆破孔，所述横向孔组包括呈扇形排布且位于第二平面的多个第二爆破孔；所述第一平面与所述第二平面垂直。在顶板上钻出纵横排布的爆破孔，使爆破孔形成网格化排布，如此更大程度的释放顶板内部的弹性势能。
Description
技术领域
本发明涉及采煤技术领域，尤其涉及一种顶板岩性变化区预裂防冲方法。
背景技术
近年来，随着开采(采煤)深度的逐渐增加，冲击地压灾害频次、强度和破坏程度均呈上升趋势，国内多个煤矿矿井发生了冲击地压事故。通过对冲击地压矿井顶板岩层进行分析发现，煤层通常上覆坚硬厚层砂岩作为基本顶。作为诱发冲击地压的主要地质因素之一，坚硬厚层砂岩具有完整体性好、裂隙不发育、不易及时垮落、造成顶板大面积悬顶、容易积聚大量弹性能等特点，容易诱发冲击矿压危害。
目前针对坚硬顶板的冲击地压防治主要方法就是降低顶板分层厚度和悬顶长度，具体地，利用对顶板进行预钻孔来降低悬顶长度(顶板的长度)，然而，现有技术中，钻孔的方式较简单，例如，孔仅在采煤的方向布置，且孔的轴线垂直于顶板，这种方式不能更大程度的使顶板所积存的弹性势能得以释放。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种顶板岩性变化区预裂防冲方法及混凝土泵送设备。
为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：
一种顶板岩性变化区预裂防冲方法，包括：
S10：在回采工作面的前方的两侧施工出巷道；
S20：利用钻机沿巷道向顶板钻出间隔且交替排布的纵向孔组和横向孔组；其中：
所述纵向孔组包括呈扇形排布且位于第一平面的多个第一爆破孔，所述横向孔组包括呈扇形排布且位于第二平面的多个第二爆破孔；
所述第一平面与所述第二平面垂直。
优选地，在对顶板施工出钻纵向孔组和横向孔组后，利用高频振动设备对巷道所对应的顶板实施高频冲击。
优选地，所述横向孔组所在的第二平面与所述顶板呈预设角度。
优选地，所述纵向孔组所在的第一平面垂直于所述顶板。
优选地，所述纵向孔组中的相邻两个第一爆破孔之间的夹角为10°-15°。
优选地，所述横向孔组中的相邻的两个第二爆破孔之间的夹角为5°-10°。
优选地，所述纵向孔组中的相邻两个第一爆破孔根部的间距为0.5m-1m，所述第一爆破孔的深度为30m-50m，所述第一爆破孔的直径为不小于125mm。
优选地，所述纵向孔组中的相邻两个第一爆破孔根部的间距为1m-2m，所述第一爆破孔的深度为30m-50m。
优选地，每组纵向孔组至少包括三个第一爆破孔；每组横向孔组至少包括三个第二爆破孔。
优选地，相邻的两个所述纵向孔组沿巷道方向上的间距为30m-50m。
与现有技术相比，本发明公开的顶板岩性变化区预裂防冲方法的有益效果是：
1、在顶板上钻出纵横排布的爆破孔，使爆破孔形成网格化排布，如此更大程度的释放顶板内部的弹性势能。
2、在钻出纵横排布的爆破孔后，对顶板施加高频振动，通过振动降低顶板内部的应力，更大程度的释放顶板内部的弹性势能。
本发明中描述的技术的各种实现或示例的概述，并不是所公开技术的全部范围或所有特征的全面公开。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所发明的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
图1为本发明的实施例所提供的顶板岩性变化区预裂防冲方法的流程图。
图2为采煤矿井的截面图。
图3为基于图2的A-A向断面图。
具体实施方式
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。
如图1所示，本发明的实施例公开了一种顶板岩性变化区预裂防冲方法，该方法包括如下几个步骤：
S10：如图2所示，在回采工作面的前方的两侧挖掘出两条巷道，该巷道的延伸方向为采煤方向。
S20：利用钻机沿巷道向顶板钻出多组纵向孔组(1#，2#,3#,4#,5#,6#...)和横向孔组(a#,b#,c#,d#,e#,f#...)；纵向孔组与横向孔组沿巷道的延伸方向(即，采煤方向)交替排布。每组纵向孔组包括三个第一爆破孔(例如，第一组1#，2#,3#；第二组4#,5#,6#)，该三个第一爆破孔位于第一平面(即，巷道的断面)上；每组横向孔组包括三个第二爆破孔(例如，第一组a#,b#,c#；第二组d#,e#,f#)，该三个第二爆破孔位于第二平面上，该第二平面与第一平面垂直，且该第二平面与顶板呈一定角度。
每组纵向孔组中的所有第一爆破孔呈扇形排布，相邻的两个第一爆破孔的夹角大约在10°-15°，相邻的两个第一爆破孔的根部之间的间距为0.5m-1m，第一爆破孔的深度为30m-50m，且第一爆破孔的直径为不小于125mm。相邻的两个所述纵向孔组沿巷道方向上的间距为30m-50m。
每组横向孔组中的所有第二爆破孔呈扇形排布，相邻的两个第一爆破孔的夹角大约在5°-10°，相邻的两个第一爆破孔的根部之间的间距为1m-2m，第一爆破孔的深度为30m-50m。
基于上述可知，纵向孔组与横向孔组间隔且依次排布，且每组孔组中的爆破孔呈扇形排布，这使得各爆破孔形成网格化布置，进而释放弹性势能。
S30：在所有纵向孔组和横向孔组钻出后，将钻机中的钻孔装置从动力主机上拆下下来而更换上高频振动装置，利用高频振动装置对巷道所对应的顶板进行高频振动冲击以进一步释放顶板的弹性势能。
本发明所提供的顶板岩性变化区预裂防冲方法的优势在于：
1、在顶板上钻出纵横排布的爆破孔，使爆破孔形成网格化排布，如此更大程度的释放顶板内部的弹性势能。
2、在钻出纵横排布的爆破孔后，对顶板施加高频振动，通过振动降低顶板内部的应力，更大程度的释放顶板内部的弹性势能。
此外，尽管已经在本发明中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，包括：
S10：在回采工作面的前方的两侧施工出巷道；
S20：利用钻机沿巷道向顶板钻出间隔且交替排布的纵向孔组和横向孔组；其中：
所述纵向孔组包括呈扇形排布且位于第一平面的多个第一爆破孔，所述横向孔组包括呈扇形排布且位于第二平面的多个第二爆破孔；
所述第一平面与所述第二平面垂直。
2.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，在对顶板施工出钻纵向孔组和横向孔组后，利用高频振动设备对巷道所对应的顶板实施高频冲击。
3.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，所述横向孔组所在的第二平面与所述顶板呈预设角度。
4.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，所述纵向孔组所在的第一平面垂直于所述顶板。
5.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，所述纵向孔组中的相邻两个第一爆破孔之间的夹角为10°-15°。
6.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，所述横向孔组中的相邻的两个第二爆破孔之间的夹角为5°-10°。
7.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，所述纵向孔组中的相邻两个第一爆破孔根部的间距为0.5m-1m，所述第一爆破孔的深度为30m-50m，所述第一爆破孔的直径为不小于125mm。
8.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，所述纵向孔组中的相邻两个第一爆破孔根部的间距为1m-2m，所述第一爆破孔的深度为30m-50m。
9.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，每组纵向孔组至少包括三个第一爆破孔；每组横向孔组至少包括三个第二爆破孔。
10.根据权利要求1所述的顶板岩性变化区预裂防冲方法，其特征在于，相邻的两个所述纵向孔组沿巷道方向上的间距为30m-50m。
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