CN212154765U - 综采工作面矸区深孔预裂结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿开采技术领域，具体为一种综采工作面矸区深孔预裂结构。解决采煤过程中遇到岩石后的连续开采的技术问题，方案是在回采区内的陷落柱区，所述的顺槽巷道穿过陷落柱区，在顺槽巷道内的陷落柱区的朝向回采区的一侧的巷道壁上设置爆破孔和预裂孔组，所述的爆破孔位于巷道壁中线位置，所述的爆破孔和预裂孔组相间隔设置。破坏工作面矸区的完整性，降低采煤机割矸强度，从而提高综采工作面过较大陷落柱、较大断层等构造矸区的效率，并减少矸区对采煤机的损坏，提高回采效率。

Description

综采工作面矸区深孔预裂结构

技术领域

本实用新型涉及煤矿开采技术领域，具体为一种综采工作面矸区深孔预裂结构。

背景技术

如图1所示意，在煤矿开采中，经常会遇到各种非煤炭区域，例如陷落柱，矸区等。这些构造的存在会对采煤工作造成较大的影响。但是为了对采煤造成的损失降低到最小，一般是利用常规回采方法直接割过矸区回采。这种方式避免了巷道以及设备的重新布置，但是也存在诸多不利因素，例如：造成采煤机滚筒截齿损坏，机电事故多，回采效率低，在综采工作面打眼放炮安全系数低等不安全因素。因此亟需寻求一种安全、高效的过矸区回采技术。在现有技术中，《煤炭工程》V e1． 50 ． N o． 6公开了一种“深孔预裂爆破弱化坚硬陷落柱技术”在该技术方案中指出，可以在陷落柱等构造上打深孔，然后在孔内安装炸药，通过爆破的手段使陷落柱碎裂，可以减少割煤设备的阻力，提高开采效率。但是该方案中，对预裂爆破孔的位置设计过多，高中低层次都有，虽然取得了一定效果，但是爆破孔和安装炸药成本较高。

发明内容

本实用新型为了解决采煤过程中遇到岩石后的连续开采的技术问题，提供了一种综采工作面矸区深孔预裂结构。

实现本实用新型的技术方案是，一种综采工作面矸区深孔预裂结构，包括回采区，顺槽巷道，在回采区内的陷落柱区，所述的顺槽巷道穿过陷落柱区，在顺槽巷道内的陷落柱区的朝向回采区的一侧的巷道壁上设置爆破孔和预裂孔组，所述的爆破孔位于巷道壁中线位置，所述的爆破孔和预裂孔组相间隔设置。

所述的爆破孔内的最里端设有套管，套管内设有炸药，在套管的两端设有封闭端，在套管的外端设有防脱落段，在防脱落段外侧设有封孔段，在炸药内设有导爆索，所述的导爆索穿过封闭端、防脱落段、封孔段，在导爆索最外端连接电雷管。

首先，预裂孔组的设置，可以破坏陷落柱的局部结构，产生定向的裂缝，可以较好地控制破碎的范围，然后引爆电雷管，通过导爆索引爆炸药，炸药爆炸后，爆破孔产生的爆炸产生的冲击波，可以将爆破孔周边的区域炸松动，而且可以将未放置炸药的预裂孔进一步破坏，从而可以将陷落柱的局部炸松动，精确控制破碎区域，满足割煤机的工作条件，降低采煤机割矸强度，从而提高综采工作面过较大陷落柱、较大断层等构造矸区的效率，并减少矸区对采煤机的损坏，提高回采效率，同时降低了炸药的使用量，提高了生产的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的陷落柱结构示意图

图2为钻孔布置位置示意图

图3为爆破孔内部结构示意图

图中：1-回采区、2-顺槽巷道、3-陷落柱区、4-爆破孔、5-预裂孔组、6-电雷管、7-导爆索、8-防脱落段、9-封闭端、10-套管、11-炸药、12-封闭端、13-正极线、14-负极线、15-封孔段。

具体实施方式

一种综采工作面矸区深孔预裂结构，如图1所示意，包括回采区1，顺槽巷道2，在回采区1内的陷落柱区3，所述的顺槽巷道2穿过陷落柱区3，如图2所示意，在顺槽巷道2内的陷落柱区3的朝向回采区的一侧的巷道壁上设置爆破孔4和预裂孔组5，所述的爆破孔位于巷道壁中线位置，所述的爆破孔4和预裂孔组5相间隔设置。所述的预裂孔组5的预裂孔为上、中、下三排设置，每排设有至少三个预裂孔。

如图3所示意，所述的爆破孔4内的最里端设有套管10，套管10内设有炸药11，在套管10的两端设有封闭端9、12，在套管10的外端设有防脱落段8，在防脱落段8外侧设有封孔段15，在炸药11内设有导爆索7，所述的导爆索7穿过封闭端9、防脱落段8、封孔段15，在导爆索7最外端连接电雷管6。

所述的导爆索7有两根，所述的两个电雷管6的正负极分别连接，形成并联结构。所述的 预裂孔组（5）的预裂孔间距0.5米，排距0.5米。所述的爆破孔（4）距离底板1.5-2米,孔间距4米，孔径115mm，方位角0°，角度4°，孔深不小于20米。

具体施工流程：

1两种钻孔施工

利用地质测量部提供的陷落柱区域及现场勘查情况，制定深孔爆破的区域、钻孔长度及爆破装药量，主要爆破区域是陷落柱全矸区。从顺槽巷道2采面侧施工深孔爆破孔和周边预裂孔对陷落柱进行预裂。

深部爆破钻孔布置：爆破孔由钻探队使用钻机打孔，单排孔布置，位于巷道中部，钻孔参数：距离底板1.5-2米,孔间距4米，孔径115mm，方位角0°，角度﹢4°，孔深20米。

爆破孔进行爆破，预裂孔做为辅助孔不进行爆破。

周边预裂孔布置：预裂孔布置在爆破孔之间和其他未施工爆破孔的陷落柱区域，距离爆破孔1米；周边孔间距0.5米，排距0.5米，预裂孔深至陷落柱边缘见煤即可，无法见煤的尽量至陷落柱边缘。预裂孔原则上按照设计施工，实际现场受巷高及钻机影响角度无法满足时，可适当调整角度施工，但施工的钻孔不可穿透顶底板。

2爆破孔安装施工

2.1装药前，必须先使用6根Φ75×4m的PE管首尾相连，对爆破钻孔进行通孔，确保孔内通畅后方可进行装药作业。装药前，检查孔口处瓦斯浓度，小于1%的情况下方可装药。同时，在爆破孔口处下风侧吊挂便携式瓦检仪，距离孔口不大于300mm，直至爆破时取下。

2.2使用Φ75×4m的PE管作为装炸药11的套管10，使用2根进行连接，PE管之间采用螺纹接口连接。单孔使用炸药12Kg，15卷，炸药逐卷放入PE管内，连接紧密后对PE管两端使用炮土进行封闭形成封闭端9、12，封闭长度为250mm。

2.3装药时，由于巷道空间受限，先在爆破孔外将炸药分别装入2根PE管内，然后按顺序将2根PE管送入爆破孔内，在爆破孔口位置处将两根PE管进行螺纹连接在一起，连接时确保炸药药卷紧密相连，保证炸药的传爆效果。在最后一卷炸药上安装2根煤矿许用导爆索，作为起爆药卷，并在用炮泥封孔时保护好煤矿许用导爆索的外皮。为了保证PE管能够在爆破孔内防滑，不会因为自身重力等原因脱落滑出，需要在装有炸药的PE管尾端装入500mm的炮泥，在装有炸药的PE管到达爆破孔顶端后将炮泥捣实形成防脱落段8，起到防滑作用。

2.4投药时，由于爆破孔口位置较高，需要搭设安全平台。搭设平台采用3m钢管搭设脚手架，要求连接紧固。平台上方铺满木板，同时，用铁丝进行固定。在平台的周围需要用菱形网进行安全保护。现场可根据实际情况，采取5m楼梯配合脚手架进行施工，使用楼梯时，需在楼梯顶端用铁丝进行捆绑牢固。将装有炸药的PE管投入爆破孔顶部过程中，需4-5人配合，缓慢操作，小心保护导爆索外皮，防止导爆索与孔壁摩擦产生破口或者断裂。

2.5封孔，装有炸药的PE管进入顶部后，开始使用黄泥炮土进行封孔形成封孔段15，封孔段长度16米，炮泥采用炮泥机进行制作。封孔时，使用炮棍对封孔炮泥缓慢推入爆破孔内，轻轻捣实。期间，保护好导爆索，防止导爆索损伤，在2根导爆索的尾端分别连接2根脚线3m的电雷管，再将2根电雷管的正极、负极分别连接，形成并联，加强引爆效果。之后，再将雷管的正负极进行短路连接，同时将雷管脚线悬空，避免与其他导体相连。

炮棍采用6根Φ50×4m的PE管进行连接而成。需要在顶端加工一个短木棍，确保木棍能够与PE管紧密相连，并需采取铁丝穿过木棍、PE管顶端进行加固，同时利用30mΦ12.5钢丝绳与炮棍顶部木棍进行连接，防止木棍在捣实炮泥过程中粘连炮泥掉入爆破孔内。

最后形成完整的爆破孔结构，引爆即可。

Claims (7)

1.一种综采工作面矸区深孔预裂结构，包括回采区（1），顺槽巷道（2），在回采区（1）内的陷落柱区（3），所述的顺槽巷道（2）穿过陷落柱区（3），其特征在于：在顺槽巷道（2）内的陷落柱区（3）的朝向回采区的一侧的巷道壁上设置爆破孔（4）和预裂孔组（5），所述的爆破孔位于巷道壁中线位置，所述的爆破孔（4）和预裂孔组（5）相间隔设置。

2.根据权利要求1所述的综采工作面矸区深孔预裂结构，其特征在于：所述的爆破孔（4）内的最里端设有套管（10），套管（10）内设有炸药（11），在套管（10）的两端设有封闭端（9、12），在套管（10）的外端设有防脱落段（8），在防脱落段（8）外侧设有封孔段（15），在炸药（11）内设有导爆索（7），所述的导爆索（7）穿过封闭端（9）、防脱落段（8）、封孔段（15），在导爆索（7）最外端连接电雷管（6）。

3.根据权利要求2所述的综采工作面矸区深孔预裂结构，其特征在于：导爆索（7）有两根，所述的两个电雷管（6）的正负极分别连接，形成并联结构。

4.根据权利要求1所述的综采工作面矸区深孔预裂结构，其特征在于：所述的预裂孔组（5）的预裂孔为上、中、下三排设置，每排设有至少三个预裂孔。

5.根据权利要求4所述的综采工作面矸区深孔预裂结构，其特征在于：预裂孔组（5）的预裂孔间距0.5米，排距0.5米。

6.根据权利要求1所述的综采工作面矸区深孔预裂结构，其特征在于：爆破孔（4）距离底板1.5-2米，孔间距4米，孔径115mm，方位角0°，角度4°，孔深不小于20米。

7.根据权利要求1所述的综采工作面矸区深孔预裂结构，其特征在于：预裂孔组（5）距离爆破孔（4）之间1米。

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