本發(fā)明屬于煤礦瓦斯抽采技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透裝置及其方法。

背景技術(shù)：

隨著煤礦開采深度的增加，瓦斯涌出量也隨之增大，高瓦斯礦井增多，特別是煤層透氣性差，瓦斯吸附性強的煤礦，使得瓦斯抽出難以進行，很難達到國家瓦斯治理“16字方針”中的“抽采達標”這一核心標準，給我國煤炭的安全生產(chǎn)帶來巨大威脅，嚴重制約著煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。增強煤層裂隙，提高煤層的透氣性，進而增強煤層中瓦斯的游離性，理論上講不失為一種解決“抽采難”的方法。為實現(xiàn)低透氣性高突煤層的快速消突或抽采達標，為礦井采掘接續(xù)和持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供條件，煤炭行業(yè)發(fā)展了一系列瓦斯抽采增透技術(shù)，提高煤層透氣性，以便于快速抽采瓦斯、解放煤量。目前，煤礦瓦斯抽采增透技術(shù)有水力沖孔、水力壓裂、水力割縫、co2爆破致裂、深孔預(yù)裂爆破等，但因為使用條件限制，均沒有得到全面推廣，特別是順層鉆孔瓦斯抽采增透方面缺少成熟可靠技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透裝置及其方法，結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、操作靈活，可有效解決煤礦瓦斯綜合防治與利用的問題，大大提高煤礦現(xiàn)有瓦斯抽采系統(tǒng)的瓦斯抽采效率。

按照本發(fā)明所提供的設(shè)計方案，一種煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透裝置，包含若干起爆短節(jié)，相鄰的起爆短節(jié)通過連接機構(gòu)可拆卸連接，所述的連接機構(gòu)包含端頭a和與端頭a插接固定的端頭b；端頭a上設(shè)有用于與相鄰起爆短節(jié)端頭b連接的組裝腔及相對組裝腔設(shè)置的起爆管；所述的起爆短節(jié)包含爆破筒、爆破室及爆破腳線組，爆破筒設(shè)有貫穿筒體的內(nèi)腔，所述的爆破室設(shè)于爆破筒內(nèi)腔中；組裝腔、起爆管、爆破筒及爆破室均在同一軸線上，所述的爆破腳線組包含相對該同一軸線對稱設(shè)置的爆破腳線一、爆破腳線二，爆破腳線一、爆破腳線二分別貫穿筒體內(nèi)壁與爆破室兩者之間的內(nèi)腔，兩者的一端均與端頭a連接，另一端均與端頭b連接。

上述的，所述端頭a包含端頭a本體、相對于同一軸線對稱設(shè)置在端頭a本體上的兩個插接頭及兩個安裝線孔a，所述的爆破腳線一、爆破腳線二的一端對應(yīng)穿過安裝線孔a與插接頭相連接；所述的端頭b包含端頭b本體、相對于同一軸線對稱設(shè)置在端頭b本體上的兩個安裝線孔b及兩個與插接頭匹配的插接扣槽，所述的爆破腳線一、爆破腳線二的另一端對應(yīng)穿過安裝線孔b與插接扣槽連接。

優(yōu)選的，所述的組裝腔直徑大小與端頭b外徑大小相等。

上述的，所述的爆破筒為pvc管。

上述的，爆破筒長度為2000mm，橫截面直徑大小為32mm。

一種煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透方法，包含如下內(nèi)容：在施工區(qū)域工作面上、下順槽施工鉆孔，獲取多組抽放鉆孔，并于每組抽放鉆孔處安設(shè)用于觀測抽采數(shù)據(jù)的直通式導(dǎo)流管；通過直通式導(dǎo)流管定期觀測每組抽放鉆孔的抽采數(shù)據(jù)，若觀測的抽采數(shù)據(jù)滿足預(yù)定深孔預(yù)裂爆破增透條件，則在滿足條件的抽放鉆孔預(yù)抽區(qū)域，每間隔n個抽放鉆孔施工鉆孔獲取一個預(yù)裂爆破鉆孔，并利用權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透裝置進行裝藥爆破作業(yè)，其中，n為大于1的整數(shù)。

上述的方法中，每組抽放鉆孔中的單個抽放鉆孔安設(shè)有測氣嘴。

上述的方法中，所述的抽采數(shù)據(jù)至少包含單孔抽采濃度，及每組抽放鉆孔的流量、負壓、溫度。

上述的方法中，通過直通式導(dǎo)流管定期觀測每組抽放鉆孔的抽采數(shù)據(jù)中的定期為預(yù)先設(shè)定的觀測周期。

上述的方法中，預(yù)定深孔預(yù)裂爆破增透條件包含：抽放鉆孔組中的抽采濃度低于預(yù)先設(shè)定濃度值，或抽放鉆孔組中的多數(shù)單孔抽采濃度低于始抽濃度的40%~60%，其中，多數(shù)為大于半數(shù)的范圍。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明克服現(xiàn)有煤礦許用爆破結(jié)構(gòu)的不足，通過爆破短節(jié)相互插接，可在現(xiàn)場快速進行組裝，保證預(yù)裂爆破孔均能實現(xiàn)爆破，避免啞炮等現(xiàn)象；通過插接端頭相互連接來固定相鄰爆破筒，保證施工效果，成本低廉；具有分段快速插接，任意調(diào)節(jié)長度功能，短節(jié)具有快速插接功能，優(yōu)化裝藥工藝，極大縮短裝藥時間，并實現(xiàn)爆破長度的任意調(diào)節(jié)；具有預(yù)設(shè)孔段爆破、均勻增透功能，短節(jié)內(nèi)均勻裝入水膠炸藥和電雷管，引爆電雷管后預(yù)設(shè)孔段爆破，保證抽采鉆孔均勻預(yù)裂增透；具有短節(jié)整體移動，及時消除瞎炮功能，電雷管集成在短節(jié)內(nèi)部，取出短節(jié)不會擾動電雷管腳線，造成電雷管誤爆，在發(fā)生瞎炮后，通過緩慢抽出短節(jié)，取出拒爆的電雷管，消除瞎炮；具有自由組合，快捷實現(xiàn)水炮泥、殉爆藥卷、起爆藥卷功能。短節(jié)僅裝入炮泥后作為水炮泥，僅裝入水膠炸藥作為殉爆藥卷，同時裝入水膠炸藥、電雷管后作為起爆藥卷，極大優(yōu)化裝藥爆破程序；結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計新穎、合理，操作方便、快捷，大大降低煤礦瓦斯突出危險性，減少和杜絕煤礦瓦斯突出事故，為煤礦安全生產(chǎn)創(chuàng)造調(diào)節(jié)，提高煤礦作業(yè)安全生產(chǎn)系數(shù)，對保障企業(yè)財產(chǎn)安全具有重大意義。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的爆破短節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的插頭a結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的插頭b結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的裝置示意圖；

圖5為實施例作業(yè)示意圖。

具體實施方式：

圖中標號，標號1a代表插頭a，標號1b代表插頭b，標號2代表起爆管，標號3代表爆破室，標號4代表爆破腳線組，標號5代表爆破筒，標號6代表水炮泥，標號7代表起爆藥卷，標號8打表殉爆藥卷，標號9代表順層抽放鉆孔，標號10代表深孔預(yù)裂鉆孔。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚、明白，下面結(jié)合附圖和技術(shù)方案對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

煤礦瓦斯抽采增透技術(shù)有水力沖孔、水力壓裂、水力割縫、co2爆破致裂、深孔預(yù)裂爆破等，但因為使用條件限制，均沒有得到全面推廣，特別是順層鉆孔瓦斯抽采增透方面缺少成熟可靠技術(shù)。

實施例，參見圖4所示，提供一種煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透裝置，包含若干起爆短節(jié)，相鄰的起爆短節(jié)通過連接機構(gòu)可拆卸連接，所述的連接機構(gòu)包含端頭a和與端頭a插接固定的端頭b；端頭a上設(shè)有用于與相鄰起爆短節(jié)端頭b連接的組裝腔及相對組裝腔設(shè)置的起爆管；參見圖1所示，所述的起爆短節(jié)包含爆破筒、爆破室及爆破腳線組，爆破筒設(shè)有貫穿筒體的內(nèi)腔，所述的爆破室設(shè)于爆破筒內(nèi)腔中；組裝腔、起爆管、爆破筒及爆破室均在同一軸線上，所述的爆破腳線組包含相對該同一軸線對稱設(shè)置的爆破腳線一、爆破腳線二，爆破腳線一、爆破腳線二分別貫穿筒體內(nèi)壁與爆破室兩者之間的內(nèi)腔，兩者的一端均與端頭a連接，另一端均與端頭b連接。

上述的，參見圖2和圖3所示，所述端頭a包含端頭a本體、相對于同一軸線對稱設(shè)置在端頭a本體上的兩個插接頭及兩個安裝線孔a，所述的爆破腳線一、爆破腳線二的一端對應(yīng)穿過安裝線孔a與插接頭相連接；所述的端頭b包含端頭b本體、相對于同一軸線對稱設(shè)置在端頭b本體上的兩個安裝線孔b及兩個與插接頭匹配的插接扣槽，所述的爆破腳線一、爆破腳線二的另一端對應(yīng)穿過安裝線孔b與插接扣槽連接。

優(yōu)選的，所述的組裝腔直徑大小與端頭b外徑大小相等，連接牢固，保證裝置的穩(wěn)定性和作業(yè)的安全性。

上述的，所述的爆破筒為pvc管，設(shè)計更為合理，保證起爆作業(yè)穩(wěn)定性，成本低廉，便于推廣應(yīng)用。

上述的，根據(jù)實際使用需求，爆破筒長度可設(shè)計為2000mm，橫截面直徑大小為32mm。

基于上述裝置，本實施例提供一種煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透方法，參見圖5所示，包含如下內(nèi)容：在施工區(qū)域工作面上、下順槽施工鉆孔，獲取多組抽放鉆孔，并于每組抽放鉆孔處安設(shè)用于觀測抽采數(shù)據(jù)的直通式導(dǎo)流管；通過直通式導(dǎo)流管定期觀測每組抽放鉆孔的抽采數(shù)據(jù)，若觀測的抽采數(shù)據(jù)滿足預(yù)定深孔預(yù)裂爆破增透條件，則在滿足條件的抽放鉆孔預(yù)抽區(qū)域，每間隔n個抽放鉆孔施工鉆孔獲取一個預(yù)裂爆破鉆孔，并利用權(quán)利要求1所述的煤礦瓦斯抽采深孔預(yù)裂爆破增透裝置進行裝藥爆破作業(yè)，其中，n為大于1的整數(shù)。

上述的方法中，每組抽放鉆孔中的單個抽放鉆孔安設(shè)有測氣嘴。

上述的方法中，所述的抽采數(shù)據(jù)至少包含單孔抽采濃度，及每組抽放鉆孔的流量、負壓、溫度。

上述的方法中，通過直通式導(dǎo)流管定期觀測每組抽放鉆孔的抽采數(shù)據(jù)中的定期為預(yù)先設(shè)定的觀測周期。

上述的方法中，預(yù)定深孔預(yù)裂爆破增透條件包含：抽放鉆孔組中的抽采濃度低于預(yù)先設(shè)定濃度值，或抽放鉆孔組中的多數(shù)單孔抽采濃度低于始抽濃度的40%~60%，其中，多數(shù)為大于半數(shù)的范圍。

下面通過具體實例，對本發(fā)明做進一步解釋說明：

以某礦工作面回采區(qū)域順層鉆孔預(yù)抽為例，闡述該深孔預(yù)裂爆破增透方法/裝置。工作面及煤層基本參數(shù)：工作面長度150m，煤層平均厚度3m，順層鉆孔有效抽采半徑2.5m（6個月），上下順槽施工平行順層鉆孔，鉆孔長度80m，孔間距5m，交叉長度10m。

1、抽放鉆孔施工及連抽。按照設(shè)計，工作面上、下順槽施工長度80m的順層抽放鉆孔，施工結(jié)束及時封孔連抽，每個鉆孔安設(shè)一個測氣嘴，每十個鉆孔為一組安設(shè)直通式導(dǎo)流管，便于觀測單孔抽采濃度和組參數(shù)（流量、負壓、溫度等），每七天觀測一次組參數(shù)和單孔抽采濃度。當(dāng)每組抽放濃度低于30%或多數(shù)單孔鉆孔濃度低于始抽濃度50%時，考慮采用深孔預(yù)裂爆破工藝增透，提高抽采濃度。

2、預(yù)裂鉆孔施工及增透。對需要增透的抽放鉆孔預(yù)抽區(qū)域，按照設(shè)計施工預(yù)裂鉆孔，通過裝藥爆破提高煤層透氣性。預(yù)裂鉆孔設(shè)計深度70m,每隔3～5個抽采鉆孔施工一個預(yù)裂爆破鉆孔，參見圖5所示：

鉆孔施工結(jié)束，利用鉆機壓風(fēng)吹出鉆粉后，將起爆短節(jié)插接后送入鉆孔內(nèi)，其中孔口向里10～15m起爆短節(jié)僅裝入炮泥、水炮袋，保證煤體處于原始狀態(tài)；孔內(nèi)起爆藥卷與任一側(cè)爆破接線連通，孔底短節(jié)雷管腳線短接，保證所有電雷管可以串聯(lián)爆破；同時鉆孔孔口2～3m段應(yīng)采用黃泥封孔，固定短節(jié)。短節(jié)根據(jù)不同位置，實現(xiàn)三種不同功能，一是僅裝入炮泥、水炮袋，用作封堵水炮泥，二是僅裝入水膠炸藥，用作殉爆藥卷，三是同時裝入水膠炸藥、電雷管，用作起爆藥卷。

電雷管集成在起爆短節(jié)內(nèi)部，取出短節(jié)不會擾動電雷管腳線，造成電雷管誤爆，在發(fā)生瞎炮后，通過緩慢抽出插接的爆破短節(jié)，進而取出拒爆的電雷管，消除瞎炮。

本發(fā)明充分利用抽采作業(yè)區(qū)域工作面，做到全面、高效的瓦斯抽采，通過設(shè)置抽采鉆孔、預(yù)裂爆破鉆孔，并輔助爆破炸藥，能夠很好的提高煤層的透氣性，增強瓦斯治理的完善性，提高煤礦開采的安全性，能夠提高瓦斯抽采的效果與效率。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。