一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，包括煤岩体，在所述煤岩体工作面前方每隔一段距离向回采侧煤帮开出一个钻场，自钻场内向顶板施工多个预裂孔；在所述煤岩体工作面上布置多个爆破孔，在爆破孔内放置爆破装药，在爆破装药内放置电雷管，并使用炮泥和水炮泥封堵爆破孔，电雷管的电雷管脚线延伸至爆破孔外。本实用新型专利技术通过向煤岩体的岩层中打预裂孔和爆破孔，根据保护层岩层的不同情况，合理布置预裂爆破钻孔位置，采用安全装药技术，安全装药封孔形式，进行深孔预裂爆破，使完整的岩石破裂，为快速掘进薄煤线近全岩工作面打好基础。全岩工作面打好基础。全岩工作面打好基础。

【技术实现步骤摘要】
一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构


[0001]本技术属于爆破、采矿及岩土工程领域，具体涉及一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构。

技术介绍

[0002]煤炭在我国能源结构中占比60％以上，虽然这个比例在逐年下降，但到2020 年这个比例仍将高于50％。，我国主要能源消耗在未来一段时间内仍长期依赖于煤炭资源。随着浅部煤炭枯竭，对煤炭的开采逐步走向深部化。随着开采深度的增加受深部岩体赋存环境影响，地质条件的复杂性增大，煤岩体在深部“高地应力、高地温、高瓦斯”赋存环境下，其本真物理力学属性、采动力学行为以及采动响应特征等与浅部煤层存在显著差异,煤层群开采条件煤层瓦斯压力、瓦斯含量、绝对瓦斯涌出量较浅部煤层大，且煤层透气性进一步降低导致原作为保护层开采的无突出危险煤层或突出危险性较小的煤层升级为突出煤层或强突出煤层，可供选择的煤层保护层越来越少，首采煤层难以选择、区域性瓦斯治理难度极大，传统煤层保护层开采方式遭到巨大挑战，此迫切需要寻求一种解决此类开采条件下区域性瓦斯治理难题的技术措施，并探索相关机理。
[0003]目前国内外对0.25m以下煤层及普氏系数7～9的岩石采主要用炮采工艺或刨煤机开采，综合机械化开采技术尚无成熟经验。近距离极薄保护层开采具有以下难点：(1)工作面由极薄煤层及厚岩层共同构成，近似于开采一个全岩保护层； (2)极薄煤层工作面采高1.8m左右，岩层厚度占开采厚度比例70％及以上，且岩层强度较高。
[0004]在近距离极薄保护层工作面夹矸厚度极大，工作面中岩层厚度大于0.8m的占整个保护层绝大部分，岩层的普氏硬度系数f在7～9之间，强度较高的情况下，保护层工作面开采难度大，难以采用传统综采直接开采。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中的不足，本专利技术针对在近距离极薄保护层工作面夹矸厚度极大，工作面中岩层厚度大于0.6m，岩层的普氏硬度系数f在7～9之间的极薄煤层开采提供一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，通过向岩层中打预裂孔和爆破孔，进行深孔预裂爆破，使完整的岩石破裂，再采用综采设备截割，实现薄煤线近全岩工作面的开采。
[0006]为实现上述技术目的，本技术采用的技术方案是：
[0007]一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，包括煤岩体，在所述煤岩体工作面前方每隔一段距离向回采侧煤帮开出一个钻场，自钻场内向顶板施工多个预裂孔；在所述煤岩体工作面上布置多个爆破孔，在爆破孔内放置爆破装药，在爆破装药内放置电雷管，并使用炮泥和水炮泥封堵爆破孔，电雷管的电雷管脚线延伸至爆破孔外。
[0008]进一步地，所述预裂孔的数量以及每个预裂孔的仰角α和水平角β根据卸压高度与长度而布置和确定，预裂孔的仰角α逐渐增加。
[0009]优选的，所述预裂孔的仰角α增加的幅度不断扩大。
[0010]进一步地，所述预裂孔分为两组，每组预裂孔具有不同的水平角β，在倾向上呈现为双面扇形布孔。
[0011]优选的，第一组预裂孔的水平角范围为30
°‑
60
°
，第二组预裂孔的水平角范围为45
°‑
75
°
。
[0012]优选的，当工作面矸石厚度在0.6～0.8m时，工作面坚硬岩段厚度≤0.8m时，爆破孔呈单排孔布置，沿坚硬岩段中间，距底板≥0.5m，爆破孔水平间距为0.5～ 0.7m，仰角不大于10
°
，孔深1.2～1.5m。
[0013]优选的，当工作面岩层厚度在0.8m以上时，爆破孔呈双排三花孔布置，爆破孔水平间距0.5～1.0m，孔深为1.2～1.5m，底孔距底板≥0.5m，俯角10～15
°
，顶孔距顶板≥0.3m，上仰10～15
°
，水平角0
°
，爆破孔采用三孔布置。
[0014]进一步地，所述爆破炸药采用安全等级不低于三级的煤矿许用乳化炸药；每个爆破孔装药量≤600g，单个药卷重量200g时每个孔装≤3卷。
[0015]进一步地，所述药卷之间采用串联联线，各爆破孔采用串联联系，起爆时一次装药一次起爆。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果有：
[0017]1)本技术通过向煤岩体的岩层中打预裂孔和爆破孔，合理布置预裂爆破钻孔位置，采用安全装药技术，安全装药封孔形式，进行深孔预裂爆破，使完整的岩石破裂，为快速掘进薄煤线近全岩工作面打好基础。
[0018]2)本技术的钻设多个预裂孔，每个预裂孔的仰角α和水平角β根据卸压高度与长度而布置和确定，每组预裂孔有不同的水平角，在倾向上呈现为双面扇形布孔，爆破预裂后岩层呈不规则破断，既能实现较充分卸压，又可减少钻孔量；
[0019]3)本技术钻设的爆破孔，根据工作面岩层厚度不同而选择不同的布置方式，可达到理想最佳的爆破效果。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
[0021]图1为预裂孔俯视图；
[0022]图2为预裂孔垂向布置图；
[0023]图3为预裂孔倾向布置图；
[0024]图4为单排爆破孔布置图；
[0025]图5为双排爆破孔布置图；
[0026]图6为爆破孔装药封堵示意图。
[0027]附图标记：10
‑
煤岩体，11
‑
顶板，12
‑
底板，20
‑
钻场，30
‑
预裂孔，40
‑
爆破孔，1
‑
药卷，2
‑
电雷管，3
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炮泥，4
‑
水炮泥，5
‑
电雷管脚线。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0029]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。
[0030]如图1
‑
6所示，本技术提供一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，包括煤岩体10，所述煤岩体的平均煤厚0.5m，工作面中岩层厚度大于0.8m 的占整个保护层绝大部分(80％以上)，在所述煤岩体10工作面前方每隔一段距离L
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向回采侧煤帮开出一个钻场20，自钻场20内向顶板11施工多个预裂孔30，如图1所示；预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，其特征在于：包括布置在煤岩体(10)工作面上的多个爆破孔(40)，和设置在煤岩体(10)工作面前方的多个预裂孔(30)，所述预裂孔(30)设置在回采侧煤帮的钻场(20)内，所述预裂孔(30)由钻场(20)向顶板(11)方向、煤岩体工作面方向延伸。2.根据权利要求1所述的近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，其特征在于：所述预裂孔(30)的数量以及每个预裂孔(30)的仰角α和水平角β根据卸压高度与长度而布置和确定，预裂孔(30)的仰角α逐渐增加。3.根据权利要求2所述的近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，其特征在于：所述预裂孔(30)的仰角α增加的幅度不断扩大。4.根据权利要求2所述的近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，其特征在于：所述预裂孔(30)分为两组，每组预裂孔具有不同的水平角β，在倾向上呈现为双面扇形布孔。5.根据权利要求4所述的近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，其特征在于：第一组预裂孔(30)的水平角范围为30
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕有厂，邓五先，代志旭，张创业，马晓红，王山磊，高明忠，谢晶，温翔越，杨本高，刘军军，李飞，
申请(专利权)人：平顶山天安煤业股份有限公司十二矿，
类型：新型
国别省市：