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一种大倾角煤层深孔爆破落煤方法


技术摘要:
本发明实施例一种大倾角煤层无人工作面深孔爆破落煤方法,涉及采煤工程技术领域,包括:在距离采煤工作面单次爆破循环进尺深处的上、下区段平巷实体煤壁位置,自煤壁斜向内钻设与煤层倾角一致的多个预定深度炮孔;钻孔完毕后,在预定时间内将套管送入钻孔;根据预先计  全部
背景技术:
煤层倾角是影响矿山采场压力的因素之一,大倾角煤层工作面的顶板不仅承受支 承压力,而且受倾斜方向重力分力的作用,较容易破坏影响采煤的安全性,一旦出现矿压事 件,采煤工作面的设备及人员将遭受重大威胁,损失较高。因此大倾角煤层开采一直是采矿 领域的难题,但由于大倾角煤层占还比较大,如何安全回收这部分资源就成为矿井的一项 重要工作。 因此,有必要提出一种适用于大倾角煤层无人工作面开采的爆破落煤方法,为后 续大倾角煤层生产开采积累重要的理论及实践指导经验,也可供其他项目参考借鉴。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明实施例提供一种大倾角煤层深孔爆破落煤方法,可以适用于对 大倾角煤层的开采,并为后续大倾角煤层生产开采提供较全面的理论及实践指导依据。 为达到上述目的,本发明采用如下技术方案: 本发明实施例提供一种大倾角煤层深孔爆破落煤方法,包括步骤: 在距离采煤工作面单次爆破循环进尺深处的上、下区段平巷实体煤壁位置,自所 述煤壁斜向内钻设与煤层倾角一致的多个预定深度炮孔;多个预定深度炮孔上下平行设 置; 钻孔施工完毕后,在预定时间内将套管送入钻孔,并配合进行扫风及清孔作业; 利用所述套管抵御钻孔内壁周围的围岩压力以防止塌孔; 根据预先计算得到的单孔装药量及确定的装药方式,将炸药卷装入炮孔中预定位 置,引出传爆线连接至起爆点上,并用封堵炮泥将炮孔封堵;所述起爆点处设有起爆器; 启动起爆器,将多个炮孔中的炸药卷同时引爆,利用至少三个爆破自由面引导单 次爆破循环进尺深的煤体移动破坏,以实现落煤。 可选地,所述方法还包括:据煤层厚度、采煤现场的钻孔机具的钻头规格、炸药种 类及规格综合确定钻孔孔径,根据采煤现场的传爆器材种类及规格确定传爆方式; 根据钻孔孔径及所述炸药单卷质量计算得到装药密度; 根据钻孔孔深确定装药系数; 基于所述钻孔孔径、装药密度、装药系数及钻孔孔深计算得到单孔装药量。 可选地,所述在距离采煤工作面单次爆破循环进尺深处的上、下区段平巷实体煤 壁位置,自所述煤壁斜向内钻设与煤层倾角一致的多个预定深度炮孔包括:根据现场爆破 漏斗实验确定出炸药单耗量; 根据爆破块度要求确定炮孔密集系数; 基于所述炸药单耗量、钻孔孔径、装药密度、装药系数及炮孔密集系数,根据公式 4 CN 111551084 A 说 明 书 2/11 页 计算得到最小抵抗线,即炮孔排距;所述公式为 d为钻孔孔径,τ为装药系 数,Δ为装药密度,q为炸药单耗量,m为炮孔密集系数,w为最小抵抗线; 根据所述最小抵抗线及炮孔密集系数计算得到炮孔间距; 根据得到的所述炮孔排距及炮孔间距,在距离采煤工作面单次爆破循环进尺深处 的上、下区段平巷实体煤壁位置斜向内钻设相应排距及间距布设的炮孔。 可选地,所述方法还包括:实地测量绘制煤层地质剖面图; 在根据得到的炮孔排距及炮孔间距布设炮孔时,结合所述煤层地质剖面图对计算 得到的炮孔排距及间距进行调整; 在所述煤层地质条件中具有夹矸层及构造带地层变化区时,将孔位调整至避开夹 矸层及构造带地层变化区的位置。 可选地,所述在距离采煤工作面单次爆破循环进尺深处的上、下区段平巷实体煤 壁位置,自所述煤壁斜向内钻设与煤层倾角一致的多个预定深度炮孔还包括:利用钻机在 上区段平巷与下区段平巷实体煤壁上同时斜向内钻设与煤层倾角一致的第一预定深度的 炮孔;或者, 利用钻机在下区段平巷实体煤壁上斜向内钻设与煤层倾角一致的第二预定深度 的炮孔。 可选地,所述套管为具有挠性材料制作的防静电管子; 在将套管送入钻孔的过程中,利用所述套管的防静电特性避免药卷在装入过程中 摩擦产生静电,并利用套管的挠性弯曲变形自适应孔壁的不平整,以使套管顺利送入钻孔 中。 可选地,所述将炸药卷装入炮孔中预定位置中包括: 根据炸药卷的直径取一根适配直径的防静电管子,所述管子的中空部分为装药 部; 在所述管子周向上设置倒刺结构,形成爆破装药管; 根据计算确定的单孔装药量将所述炸药卷根据确定的装药方式轴向装入所述管 子的装药部中; 将所述爆破装药管推入钻孔中,并利用所述倒刺结构的支撑作用支撑装药部中的 炸药卷,使其不至于下落,完成装药。 可选地,所述管子一端具有开口,一端封闭,在所述封闭端轴心设有通孔,在所述 管子轴向上预留引线孔; 所述引出传爆线连接至起爆点上包括:将矿用传爆线通过所述引线孔沿装药全长 敷设,穿过所述通孔引出连接至起爆点处起爆器上。 本发明实施例一种大倾角煤层深孔爆破落煤方法,通过在距离采煤工作面单次爆 破循环进尺深处的上、下区段平巷实体煤壁位置,自所述煤壁斜向内钻设与煤层倾角一致 的多个预定深度炮孔,钻孔施工完毕后,在预定时间内将套管送入钻孔,并配合进行扫风及 清孔作业;利用所述套管抵御钻孔内壁周围的围岩压力以防止塌孔;根据预先计算得到的 单孔装药量及确定的装药方式,将炸药卷装入炮孔中预定位置,引出传爆线连接至起爆点 上,并用封堵炮泥将炮孔封堵;启动起爆器,将多个炮孔中的炸药卷同时引爆,利用至少三 个爆破自由面引导单次爆破循环进尺深的煤体移动破坏,从而可实现落煤。由于创造性地 5 CN 111551084 A 说 明 书 3/11 页 在上、下区段平巷实体煤壁上斜向内钻设多个与煤层倾角一致的炮孔,可以增加深孔爆破 自由面,从而减轻顶、底板及周边煤体对煤层实现深孔爆破落煤的夹制作用,提高爆破落煤 效果。进一步地,通过创造性地采用深孔爆破落煤工艺,解决了在采煤工作面布设采煤机等 综采设备的复杂性、安全性及成本的问题,作业人员不需要进入工作面,即使出现矿压事 件,也不会出现较大的损失。因此,本发明实施例提供的深孔爆破落煤方法,可以较好地适 用于对大倾角煤层的开采。从而还可为后续大倾角煤层生产开采提供较全面的理论及实践 指导依据。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其它的附图。 图1为本发明大倾角煤层无人工作面深孔爆破落煤方法一实施例流程示意图; 图2为本发明中一实施例采煤工作面巷道布置图; 图3为本发明中一实施例深孔爆破落煤方法中的炮孔布设三维示意图; 图4为图2中I-I剖切位置展示上下区段平巷沿煤层倾向炮孔布置图; 图5为图2中II-II剖切位置展示下区段平巷沿煤层走向炮孔布置图; 图6为本发明中提供的爆破筒中节一实施例结构示意图; 图7为本发明中提供的爆破筒首节一实施例结构示意图。
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