CN115288654A - 一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，具体按照以下步骤实施：确定压裂层位置和压裂间距；在地面上修建L型水平井的立井段，并在立井段内嵌入套筒固定井壁；施工L型水平井的水平段；在L型水平井的水平段出设计压裂位置，并在压裂位置利用射孔弹朝上下射出垂直方向的两簇射弹孔，直至将所需压裂位置全部施工完射弹孔；在每组射弹孔前后均布置两个封隔器，每组封隔器中投入一无线继电器，继电器与电雷管、电源连接；往每组两个封隔器中间注入液体炸药，直至液体炸药充填满射弹孔；地面控制起爆时间，以后退式依次起爆液体炸药实现对岩层的压裂。
Description
技术领域
本发明属于矿井卸压技术领域，具体涉及一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法。
背景技术
在我国深部矿井中冲击地压已逐渐成为矿井的主要灾害，而在所有的冲击地压类型中，顶板型冲击地压占据主要地位。为解决顶板型冲击地压，大部分矿井往往在井下巷道向顶板施工顶板爆破，但受井下作业环境、井下设备功率、炸药类型、装药方式等因素影响，对煤层上方50m以上的坚硬顶板爆破效果差，导致施工完井下顶板爆破预裂后，很多矿井仍在采煤工作面发生顶板型冲击地压，因此如何有效的处理煤层顶板上方的坚硬厚顶板就成为解决采煤工作面顶板型冲击地压的主要方向。
发明内容
本发明的目的是提供地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，通过对采煤工作面上覆坚硬难垮岩层进行高压水力分段压裂，使其规则垮落从而避免该岩层大面积悬顶突然跨落诱发采煤工作面冲击地压，实现矿井安全高效开采。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，确定压裂层位置和压裂间距；
步骤2，在地面上修建L型水平井的立井段，并在立井段内嵌入套筒固定井壁；
步骤3，施工L型水平井的水平段；
步骤4，在L型水平井的水平段出设计压裂位置，并在压裂位置利用射孔弹朝上下射出垂直方向的两簇射弹孔，直至将所需压裂位置全部施工完射弹孔；
步骤5，在每组射弹孔前后均布置两个封隔器，每组封隔器中投入一无线继电器，继电器与电雷管、电源连接；
步骤6，往每组两个封隔器中间注入液体炸药，直至液体炸药充填满射弹孔；
步骤7，地面控制起爆时间，以后退式依次起爆液体炸药实现对岩层的压裂。
作为本发明的一种优选的技术方案在所述步骤1中，根据矿井地质综合柱状图、相邻工作面“三带观测”、理论计算、数值模拟确定该采煤工作面的关键层，根据矿井地质综合柱状图、微震事件震源位置确定直接跨落层，选取工作面关键层与直接垮落层之间厚度最大、硬度最高的岩层确定为目标压裂层。
作为本发明的一种优选的技术方案在所述步骤1中，在所述步骤2中，对路面进行修整后，在施工L型水平井的水平段。
作为本发明的一种优选的技术方案在所述步骤1中，利用综合地质导向钻进技术精确控制钻头进行造斜,待钻进至水平方向时开始施工水平段。
作为本发明的一种优选的技术方案在所述步骤1中，在所述步骤5中，在每组射弹孔前后30m范围内均布置两个封隔器。
本发明的有益效果是：(1)本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，克服了在井下巷道施工顶板爆破时，钻孔深度、装药量均受限，不能满足深部顶板爆破的要求。(2)本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，整个爆破过程均不接触煤体，相比井下施工具有更好的安全性。(3)本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，通过事先施工射弹孔，后注入液体炸药，形成局部聚能效应，爆破后聚能效应与气楔作用，可实现定向、深部的预裂。(4)本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，通过加入无线启动装置，可实现地面无线起爆，安全性高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法的施工原理图；
图2为本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法中单段爆破的原理图；
图中：1.液体炸药，2.射弹孔，3.封隔器，4.无线继电器，5.电雷管。
具体实施方式
本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，确定压裂层位置和压裂间距；具体来说根据矿井地质综合柱状图、相邻工作面“三带观测”、理论计算、数值模拟确定该采煤工作面的关键层，根据矿井地质综合柱状图、微震事件震源位置确定直接跨落层，选取工作面关键层与直接垮落层之间厚度最大、硬度最高的岩层最终确定为目标压裂层；
步骤2，对路面进行修整后，在地面上修建L型水平井的立井段，并在立井段内嵌入套筒固定井壁；
步骤3，利用综合地质导向钻进技术精确控制钻头进行造斜，待钻进至水平方向时开始施工水平段；
步骤4，在L型水平井的水平段出设计压裂位置，并在压裂位置利用射孔弹朝上下射出垂直方向的两簇射弹孔2，之后重复在其他压裂位置利用射孔弹朝上下射出垂直方向的两簇射弹孔2，直至将所需压裂位置全部施工完射弹孔2为止；
步骤5，在每组射弹孔2前后均布置前后30m范围内两个封隔器3，每组封隔器3中投入一无线继电器4，无线继电器4与电雷管5、电源连接，可实现远距离控制电雷管5起爆，为保证能够全部正常起爆，每组封隔器3中至少有2个及以上数量的电雷管5；
步骤6，往每组两个封隔器3中间注入液体炸药1，通过施加一定的压强，确保液体炸药1能充填满射弹孔2；
步骤7，在地面从立井段用电缆连接一起爆器，将起爆器放置立井段底部，起爆器开关位于地面，提前编制起爆时间与起爆间隔，后退式依次起爆液体炸药实现对岩层的压裂。
因此，与现有技术相比，本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，克服了在井下巷道施工顶板爆破时，钻孔深度、装药量均受限，不能满足深部顶板爆破的要求。本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，整个爆破过程均不接触煤体，相比井下施工具有更好的安全性。本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，通过事先施工射弹孔，后注入液体炸药，形成局部聚能效应，爆破后聚能效应与气楔作用，可实现定向、深部的预裂。本发明的一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，通过加入无线启动装置，可实现地面无线起爆，安全性高。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，确定压裂层位置和压裂间距；
步骤2，在地面上修建L型水平井的立井段，并在立井段内嵌入套筒固定井壁；
步骤3，施工L型水平井的水平段；
步骤4，在L型水平井的水平段出设计压裂位置，并在压裂位置利用射孔弹朝上下射出垂直方向的两簇射弹孔，直至将所需压裂位置全部施工完射弹孔；
步骤5，在每组射弹孔前后均布置两个封隔器，每组封隔器中投入一无线继电器，继电器与电雷管、电源连接；
步骤6，往每组两个封隔器中间注入液体炸药，直至液体炸药充填满射弹孔；
步骤7，地面控制起爆时间，以后退式依次起爆液体炸药实现对岩层的压裂。
2.根据权利要求1所述的地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，其特征在于，在所述步骤1中，根据矿井地质综合柱状图、相邻工作面“三带观测”、理论计算、数值模拟确定该采煤工作面的关键层，根据矿井地质综合柱状图、微震事件震源位置确定直接跨落层，选取工作面关键层与直接垮落层之间厚度最大、硬度最高的岩层确定为目标压裂层。
3.根据权利要求2所述的地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，其特征在于，在所述步骤2中，对路面进行修整后，在施工L型水平井的水平段。
4.根据权利要求1所述的地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，其特征在于，利用综合地质导向钻进技术精确控制钻头进行造斜,待钻进至水平方向时开始施工水平段。
5.根据权利要求1所述的地面水平井爆破卸压防冲击地压的方法，其特征在于，在所述步骤5中，在每组射弹孔前后30m范围内均布置两个封隔器。
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