本發(fā)明涉及一種深部煤礦巨厚堅(jiān)硬頂板的強(qiáng)制放頂方法。

背景技術(shù)：

近些年我國雖然在大力推進(jìn)新能源的使用，但是煤炭依然是我國的主要能源?？梢灶A(yù)見的是，在未來數(shù)十年的發(fā)展過程中，煤炭依然將作為主要能源長期存在。現(xiàn)今，煤炭開采已經(jīng)進(jìn)入深部，深部煤炭的開采過程中的安全問題是一個(gè)不容忽視的問題，在煤礦事故中，堅(jiān)硬頂板突然垮落造成的重大事故所占比例較大。堅(jiān)硬頂板厚度相對較大，整體強(qiáng)度和整體性都較好，節(jié)理、裂隙等弱面發(fā)育較差。隨著采煤工作面的不斷推進(jìn)，采空區(qū)上方懸空的頂板的面積也不斷擴(kuò)大。當(dāng)大面積采空區(qū)頂板在很長時(shí)間內(nèi)都不能自然垮落時(shí)，會使得采區(qū)上方巖體內(nèi)壓力高度集中，當(dāng)頂板壓力超過支護(hù)強(qiáng)度時(shí)，頂板會在高壓力作用下發(fā)生剪切破壞而突然垮落，并且產(chǎn)生強(qiáng)烈的動荷載作用，使得大量工作面支架被推倒或損壞，造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞和人員的重大傷亡。

為了避免大面積采空區(qū)頂板的突然垮落，可以利用爆破的方法破壞頂板進(jìn)行強(qiáng)制放頂，使堅(jiān)硬難冒落頂板成為可冒落頂板?；驹硎巧羁姿幇ê螅诳字苓呌捎谡ㄋ幈ǖ膹?qiáng)沖擊作用形成破碎區(qū)，稍遠(yuǎn)的位置形成裂隙區(qū)，使得巖體發(fā)生破碎，進(jìn)而達(dá)到弱化頂板的效果。然而，目前針對深部煤礦巨厚堅(jiān)硬頂板進(jìn)行爆破預(yù)裂松動的強(qiáng)制放頂有效方法還比較缺乏，尤其是科學(xué)的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種深部煤礦巨厚堅(jiān)硬頂板的強(qiáng)制放頂方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種深部煤礦巨厚堅(jiān)硬頂板的強(qiáng)制放頂方法，包括：

向采空區(qū)上方的堅(jiān)硬頂板鉆打炮孔，炮孔之間呈扇形布置；

在藥卷的一端套上PVC切縫管，并且在藥卷端部將PVC切縫管和藥卷綁扎，防止PVC切縫管在藥卷上滑動；

將藥卷頂入炮孔中，套有PVC切縫管的一端位于孔頂，沒有PVC切縫管的一端位于孔口；

將各個(gè)藥卷連線，并按爆破規(guī)程起爆。

優(yōu)選地，往采空區(qū)上方鉆打的炮孔長度為a，鉆設(shè)炮孔數(shù)量為每組3～5個(gè)，所組成的扇形炮孔之間的夾角為20°～40°。

可選地，所述炮孔長度a需滿足：a≥0.7*h

其中，a為炮孔長度，h為采空區(qū)上方堅(jiān)硬頂板厚度。

優(yōu)選地，套在藥卷一端的切縫管長度b需滿足：b≥0.3*l

其中，b為套在藥卷一端的PVC切縫管長度，l為藥卷長度。

優(yōu)選地，藥卷上的PVC切縫管在炮孔中的位置應(yīng)該滿足以下條件：

PVC切縫管上的切縫位置應(yīng)當(dāng)調(diào)整到相對的位置，即每組扇形炮孔的切縫應(yīng)當(dāng)位于同一平面上，保證爆炸能量能夠有效沿著切縫方向釋放，優(yōu)先在扇形炮孔之間形成貫穿裂紋。

優(yōu)選地，所述一種深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)還包括步驟：所述PVC切縫管的內(nèi)徑比藥卷半徑大1～2mm，便于將其套進(jìn)藥卷；所述PVC切縫管的壁厚為3mm，該厚度PVC切縫管能夠在保證強(qiáng)度的同時(shí)又能夠節(jié)約制造成本；所述PVC切縫管上切縫數(shù)量為2組，這兩組切縫與切縫管軸線的夾角為180°；所述PVC切縫管上的切縫寬度為3mm，能夠保證炸藥爆炸能量優(yōu)先沿切縫方向釋放；所述PVC切縫管上每組切縫的連續(xù)長度為200mm，間隔距離為10mm，保證切縫管的整體穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，每組扇形炮孔為同時(shí)起爆，保證爆炸應(yīng)力波在炮孔之間的有效疊加，促進(jìn)炮孔之間裂紋的形成，加強(qiáng)松動和預(yù)裂效果。

本發(fā)明運(yùn)用扇形布孔的方式，能夠再同一位置盡量多打炮孔，提高了鉆孔機(jī)械的工作效率，在空間上增加了爆破作用的影響范圍，提高能量利用率。從孔口到孔底，由于藥卷之間的距離逐漸增加，造成孔口的爆破預(yù)裂作用最強(qiáng)，隨著孔深的增加，爆破松動作用逐漸減弱，針對這一缺點(diǎn)，本發(fā)明在孔底的藥卷上套上PVC切縫管，利用PVC切縫管的爆破聚能效應(yīng)，使得孔底的爆破能量盡量向孔與孔之間定向釋放，以期貫通位于孔底的各個(gè)炮孔，進(jìn)一步強(qiáng)化孔底的爆破松動作用。本發(fā)明將扇形布孔方式的空間優(yōu)勢和PVC切縫管的能量優(yōu)勢相結(jié)合，達(dá)到良好的深孔爆破預(yù)裂效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖2為本發(fā)明一種深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例的流程示意圖；

圖中，1采空區(qū)上方的堅(jiān)硬頂板；2無PVC切縫管的藥卷；3有PVC切縫管的藥卷；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

參看圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)，包括步驟：

S1、向采空區(qū)頂板鉆打扇形炮孔；

S2、在藥卷一段套上PVC切縫管，綁扎固定；

S3、將藥卷頂入炮孔，套有PVC切縫管的一端位于孔底，沒有PVC切縫管的一端位于孔口，在孔口用炮泥堵塞；

S4、將各個(gè)藥卷連線，按爆破規(guī)程起爆。

本發(fā)明的一種深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例，運(yùn)用扇形布孔的方式，能夠再同一位置盡量多打炮孔，提高了鉆孔機(jī)械的工作效率，在空間上增加了爆破作用的影響范圍，提高能量利用率。從孔口到孔底，藥卷之間的距離逐漸增加，即孔口的爆破預(yù)裂作用最強(qiáng)，隨著孔深的增加，爆破松動作用逐漸減弱，針對這一特點(diǎn)，在孔底的藥卷上套上切縫管，利用切縫管的爆破聚能效應(yīng)，使得爆破能量盡量向孔間釋放，進(jìn)一步強(qiáng)化孔底的爆破松動作用。本發(fā)明將扇形布孔方式的空間優(yōu)勢和切縫管的能量優(yōu)勢相結(jié)合，達(dá)到良好的深孔爆破預(yù)裂效果。

在前述深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述扇形炮孔每組3～5個(gè)，炮孔之間夾角20°～40°。

在前述深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，優(yōu)選地，所述炮孔長度a滿足：a≥0.7*h

其中，a為炮孔長度，h為采空區(qū)上方堅(jiān)硬頂板厚度。

在前述深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，參照圖2，在藥卷一端套上PVC切縫管，優(yōu)選地，套在藥卷一端的PVC切縫管長度b需滿足：b≥0.3*l

其中，b為套在藥卷一端的PVC切縫管長度，l為藥卷長度。

在前述深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，所述PVC切縫管的內(nèi)徑比藥卷半徑大1～2mm，便于將其套進(jìn)藥卷；所述PVC切縫管的壁厚為3毫米，該厚度的PVC切縫管能夠在保證強(qiáng)度的同時(shí)又能夠節(jié)約制造成本；所述PVC切縫管上切縫數(shù)量為2組，這兩組切縫與與切縫管軸線的夾角為180°；所述PVC切縫管上的切縫寬度為3mm，能夠保證炸藥爆炸能量優(yōu)先沿切縫方向釋放；所述PVC切縫管上每組切縫的連續(xù)長度為200mm，間隔距離為10mm，保證切縫管的整體穩(wěn)定性。

在前述深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，將PVC切縫管套在藥卷上后，要將PVC切縫管和藥卷綁扎固定，防止PVC切縫管在藥卷上滑動。

在前述深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，將所述套有PVC切縫管的藥卷頂入炮孔內(nèi)，調(diào)整PVC切縫管的位置，確保每組扇形炮孔中切縫管上的切縫位置處于同一平面上，保證爆炸能量能夠有效沿著切縫方向釋放，優(yōu)先在扇形炮孔之間形成貫穿裂紋。

在前述深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例中，優(yōu)選地，每組扇形炮孔為同時(shí)起爆，保證爆炸應(yīng)力波在炮孔之間的有效疊加，促進(jìn)炮孔之間裂紋的形成，加強(qiáng)松動和預(yù)裂效果。

本發(fā)明深孔預(yù)裂爆破的炮孔布置方式和裝藥結(jié)構(gòu)實(shí)施例，將扇形布孔方式的空間優(yōu)勢和切縫管的能量優(yōu)勢相結(jié)合，能夠有效實(shí)現(xiàn)堅(jiān)硬巨厚頂板的爆破松動，人為控制采空區(qū)上方頂板的有效垮落，保證煤礦施工和生產(chǎn)安全。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。