CN1975113A - 煤矿带压注水爆破工艺 - Google Patents

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Abstract

一种煤矿带压注水爆破工艺，属于煤矿炮掘工作面爆破工艺。其特征在于先在炮掘工作面的迎头打出注水孔，用封孔器进行封孔带压注水，使压力水充满放炮范围内煤体的孔隙和裂缝，再进行爆破。另一种煤矿带压注水爆破工艺，方法是在于先在炮掘工作面的迎头打出注水孔，用封孔器进行封孔带压注水，使压力水充满放炮范围内煤体的孔隙和裂缝，带压注水的过程中进行打眼放炮。煤矿带压注水爆破工艺能在爆破前强迫煤层释放瓦斯等易爆气体，在爆破时使易爆气体与火源有效隔开，使爆炸条件不能形成，彻底杜绝了爆炸事故的发生。同时爆破范围内的煤体被充分湿润，其原生粉尘和地质作用的次生粉尘被粘结，使爆破落煤时的粉尘大大降低。

Description

煤矿带压注水爆破工艺
技术领域
本发明属于煤矿炮掘工作面爆破工艺，尤其涉及一种预先排出煤层易爆气体和粉尘的爆破工艺。
背景技术
在煤矿的爆炸事故中绝大多数是瓦斯爆炸，但不论是瓦斯爆炸还是煤尘爆炸又多发生在掘进工作面，或由掘进工作面瓦斯涌出所引起的，而且多由放炮引起。所以，要杜绝煤矿爆炸事故，必须从掘进工作面入手，做好防止瓦斯涌出或控制瓦斯涌出量以及防尘灭尘工作。在掘进工作面中，如何处理火源与瓦斯涌出量、煤尘的关系问题，是杜绝爆炸的最主要问题。
井下火源主要有：放炮、机电设备、物体磨擦、煤层自然及人的吸烟、照明等引起的，但最主要且经常发生的是放炮火源。采掘生产中，特别是掘进工作面，主要采取打眼放炮的方法落煤。据统计，井下开采日均使用雷管一般在上千发，有的达到几千发，因此，防止或杜绝爆炸事故的发生，就是要采取措施让爆炸条件不能形成。由于煤层的特性，瓦斯和易爆粉尘存在于煤层的裂隙和空隙。放炮后，产生的大量粉尘和涌出的瓦斯是爆炸形成的条件。目前的安全爆破措施是加大爆破后的喷水量和通风量，这不能从根源上消除爆炸事故的隐患，因此不能杜绝煤矿掘进工作面爆炸事故的产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种从根源上消除爆炸发生的条件，提高掘进工作面的防爆安全德、的煤矿带压注水爆破工艺。
本发明采用的技术方案如下：
一种煤矿带压注水爆破工艺，其特征在于先在炮掘工作面的迎头打出注水孔，用封孔器进行封孔带压注水，使压力水充满放炮范围内煤体的孔隙和裂缝，再进行爆破。
一种煤矿带压注水爆破工艺，方法是在于先在炮掘工作面的迎头打出注水孔，用封孔器进行封孔带压注水，使压力水充满放炮范围内煤体的孔隙和裂缝，带压注水的过程中进行打眼放炮。
所述的打出注水孔的方法为风钻或风煤钻湿式打孔，注水孔的深度为2～4米。
所述的带压注水是利用炮掘工作面的防尘压力水进行注水。
所述的带压注水量为炮掘煤层含水重量提高1％以上。
所述的带压注水时间为爆破前后作业的全过程。
可在掘进工作面正迎头，据底板2/3巷道高度的中心位置，采用ZY-24型风钻配42钻头及风钻钻杆湿打孔，注水孔深2～4米，用封孔器进行封孔注水。让压力水充满煤体的孔隙和裂缝，驱除其内的瓦斯，并达到隔离含瓦斯煤层和放炮范围煤层，以及湿润煤体的目的。本工艺可优先选用注水式放炮喷雾装置，水压自动封孔，水幕喷水给煤层注水，直到爆破完成并随之喷雾消烟、灭尘。
该压力注水的注水量可以根据如下公式以钻孔长度为基准计算：
Q＝KXLBMWq
式中，Q表示注水量，KX表示煤体湿润系数，范围在1.1～1.5，L表示钻孔长度，B表示煤层湿润半径，一般在10～15米范围，M表示煤层厚度，W表示煤的密度，q表示吨煤注水量，中厚煤层在0.02～0.03m3/t，厚煤层取0.025～0.04m3/t。
据《作业规程》循环作业图表及现场实际，注水时间一般4小时左右，可以是爆破前后作业的全过程。但据计算的注水量，由于煤层性质差异，可能少于或多余4小时，实际工作中可据工作面或巷道两帮是否有凝结水为依据来经验判断。
当压力水注入煤层裂缝和孔隙中时，水分逐渐将瓦斯等气体驱走，范围并不断扩大，同时湿润煤体中的粉尘，由于压力水的注入，大大增加了煤体的压力，使煤体的透气性降低，在需爆破煤体范围内形成阻止瓦斯释放的隔离区，阻止了瓦斯释放，也使放炮范围内的煤层的瓦斯和粉尘降低到安全范围，因此，防止或杜绝了爆破事故的发生。
本发明的有益效果在于，煤矿带压注水爆破工艺能在爆破前强迫煤层释放瓦斯等易爆气体，在爆破时使易爆气体与火源有效隔开，使爆炸条件不能形成，彻底杜绝了爆炸事故的发生。同时爆破范围内的煤体被充分湿润，其原生粉尘和地质作用的次生粉尘被粘结，使爆破落煤时的粉尘大大降低；由于对煤层的注水是伴随着掘进工作面的打眼直到放炮等工序的，并随放炮的完成，水的压力才随之释放进行喷雾，由于爆破与喷雾同时发生，强化了水炮泥作用，能充分吸收炸药爆破产生的高温、炮烟、氮氧化物、一氧化碳等有害气体。该煤矿带压注水爆破工艺可用于各煤矿炮掘工作面的安全爆破。
具体实施方式
以新矿业集团协庄煤矿某矿井的四个炮掘工作面为试验地点，该煤矿带压注水爆破工艺的操作步骤如下，在四个炮掘工作面的迎头各打出注水孔，采用ZY-24型风钻配42钻头及风钻钻杆，在底面2/3巷道高度的中心位置湿打孔，1号和2号炮掘工作面注水孔为两个，3号和4号炮掘工作面注水孔为3个，注水孔深2～4米不等，用封孔器进行封孔带压注水，使压力水充满放炮范围内煤体的孔隙和裂缝，注水过程中同时打炮眼和装填炸药爆破，注水量根据各炮掘工作面的实际情况测定，应使爆破煤层的含水量增加1％以上。达到测定的注水量后进行爆破，并喷雾降尘。
与现有爆破工艺瓦斯浓度、粉尘浓度等各项数据进行检测的结果见表1。该煤矿带压注水爆破工艺的瓦斯浓度、粉尘浓度等各项数据的检测结果见表2。
         表1  现有爆破工艺前后各项数据统计
地点   爆破前炮眼内瓦斯浓度(％)   爆破后瓦斯浓度(％)   爆破后粉尘浓度(mg/m3)
  1号   2.63   0.25   32
  2号   1.56   0.17   28
  3号   1.68   0.34   29
  4号   2.73   0.32   30
                  表2  本发明煤矿带压注水爆破工艺各项数据统计
地点 注水孔数量   注水量(L)   炮眼瓦斯浓度(％)   爆破后瓦斯浓度(％)   爆破后粉尘浓度(mg/m3)
  1号   2   104.5   0.04   0.06   13.9
  2号   2   172   0.01   0.03   10.1
  3号   3   138   0.10   0.04   17.1
  4号   3   182   0.08   0.03   18.6
由上表1和表2可以看出，经本发明煤矿带压注水爆破工艺进行带压注水后，炮眼内的瓦斯浓度显著降低，同时爆破后的粉尘和瓦斯浓度低于矿井安全标准，从根源上杜绝了爆炸隐患，也有效降低了粉尘的浓度。

Claims (6)

1.一种煤矿带压注水爆破工艺，其特征在于先在炮掘工作面的迎头打出注水孔，用封孔器进行封孔带压注水，使压力水充满放炮范围内煤体的孔隙和裂缝，再进行爆破。
2.一种煤矿带压注水爆破工艺，其特征在于先在炮掘工作面的迎头打出注水孔，用封孔器进行封孔带压注水，使压力水充满放炮范围内煤体的孔隙和裂缝，带压注水的过程中进行打眼放炮。
3.根据权利要求1和2所述的煤矿带压注水爆破工艺，其特征在于所述的打出注水孔的方法为风钻或风煤钻湿式打孔，注水孔的深度为2～4米。
4.根据权利要求1和2所述的煤矿带压注水爆破工艺，其特征在于所述的带压注水是利用炮掘工作面的防尘压力水进行注水。
5.根据权利要求1和2所述的煤矿带压注水爆破工艺，其特征在于所述的带压注水量为炮掘煤层含水重量提高1％以上。
6.根据权利要求1和2所述的煤矿带压注水爆破工艺，其特征在于所述的带压注水时间为爆破前后作业的全过程。
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