一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法技术

本发明专利技术公开一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，施工步骤包括：切眼深孔爆破强制放顶是使切眼煤层上覆岩层与切眼后方上覆岩层中间产生爆破损伤，随着煤层开采，使切眼前后上覆岩层产生断裂，切眼前方岩层随着煤层开采冒落；双巷上断爆破是在预留巷道支护后，施工厚硬顶板超深孔预裂爆破采用双巷上断；轨道顺槽下切爆破是基于双向聚能管切缝预裂控制爆破；轨道顺槽下切爆破弱化是在S2中轨道顺槽下切爆破的切缝爆破下部实施爆破弱化孔。本发明专利技术通过深孔弱化爆破主动增加切顶短臂岩梁的厚度，使巷道顶板的悬顶能留得住，悬得稳，同时冒落顶能充分垮落、碎胀和压实，对巷道顶板起一定的支撑作用，从而实现沿空留巷。从而实现沿空留巷。从而实现沿空留巷。

【技术实现步骤摘要】
一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法


[0001]本专利技术涉及一种爆破施工方法，具体是一种用于切顶留巷三面上断单巷下 切爆破施工方法。

技术介绍

[0002]煤炭资源是国家的重要的基础资源，煤炭开采，尤其对于深井开采，保证 开采的安全是煤炭开采的重中之重，目前采用的机巷+风巷+开切眼回采方式， 具有较好的安全保证被普遍使用。由于煤田区域很大，需要划分很多区域，开 切眼长度不能太大，主要考虑支护压力，效率等方面，原来开采一个煤层为了 防止邻近采空区对瓦斯、防火、地压等影响，沿着采空区留设一段煤柱，再重 新巷道，造成了资源的浪费的同时，增加了施工周期。为了每次开采煤层时减 少巷道的掘进的同时回收传统采矿方式中留设的保护煤柱。采用一定的技术手 段将上一区段的巷道重新支护留给下一个区段使用。这种留巷的做法是沿着采 空区边缘在原巷道位置保留就称为沿空留巷。沿空留巷可以最大限度回收资源。 避免煤体损失。减少巷道掘进量——缓解接续紧张；减少掘进队——节约大量 掘进费用；去掉区段煤柱——延长矿井寿命，提高社会效益。
[0003]根据我国的实践经验和当前的技术水平，推行的无煤柱开采护巷分为沿空 留巷、沿空掘巷。其中沿空留巷这种无煤柱护巷方式有5种形式。各矿应该根 据具体情况选用合适合理的方案。大多数情况下对于条件适合的矿井都应当优 先采用留巷形式实施无煤柱开采。我国从薄煤层到厚煤层，从缓倾斜煤层到急 倾斜煤层，都已有沿空留巷的成功经验。
[0004]其核心步骤如下：
[0005]第一步是利用恒阻锚索对巷道顶板加强支护，以保证随后预裂顶板、切顶 时不影响自动形成的巷道质量；
[0006]第二步是利用切缝钻机施工爆破钻孔，聚能爆破装置超前预裂顶板，在顶 板形成裂缝；
[0007]第三步是利用矿山压力在采场周期来压时沿顶板裂缝自动实现沿空切顶， 将顶板切落下来，切落的顶板形成巷帮，同时借助岩石碎胀系数使岩石破碎后 的体积增大为原来的1.3倍，压实并隔断采空区，从而自动形成下一条回采巷 道。沿空留巷利用“五个利用”，即利用矿山压力，利用顶板岩体，利用原有 支护，利用原有巷道或者利用已有的采场空间，利用岩石碎胀系数；实现了“三 个减弱”，即减弱周期来压，减弱采空区瓦斯，减弱煤层自燃；达到了两个目 标，即自动成巷，无煤柱开采。
[0008]但是，在沿空留巷研究与应用中仍存在着不足之处，使得一些矿井尤其在 煤矿在应用沿空留巷技术中没有取得预期的效果，其中最主要的就是控制顶板 平整下来。为对于深部煤层，尤其是巨厚砂岩顶板，单纯的通过施工切缝孔爆 破，依靠矿山压力很难实现顶板的平整垮落为此，本专利技术提出了一种用于切顶 留巷三面上断单巷下切爆破施工方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方 法，通过深孔弱化爆破主动增加切顶短臂岩梁的厚度，使巷道顶板的悬顶能留 得住，悬得稳，同时又使冒落顶能充分垮落、碎胀和压实，对巷道顶板起一定 的支撑作用，从而实现沿空留巷；在深井煤矿上断下切沿空留巷，即通过四步 走上断下切爆破破岩，实现了沿空留巷顶板平整冒落。
[0010]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0011]一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，所述爆破施工方法包 括如下步骤：
[0012]步骤一：切眼深孔爆破强制放顶
[0013]使切眼煤层上覆岩层与切眼后方上覆岩层中间产生爆破损伤，随着煤层开 采，使切眼前后上覆岩层产生断裂，保证切眼前方岩层随着煤层开采冒落。
[0014]步骤二：双巷上断爆破
[0015]预留巷道支护后，施工厚硬顶板超深孔预裂爆破采用双巷上断。
[0016]步骤三：轨道顺槽下切爆破
[0017]基于双向聚能管切缝预裂控制爆破。
[0018]步骤四：轨道顺槽下切爆破弱化
[0019]在步骤二中轨道顺槽下切爆破的切缝爆破下部实施爆破弱化孔。
[0020]进一步的，所述步骤一中的切眼深孔爆破强制放顶是使切眼煤层上覆岩层 与切眼后方上覆岩层中间产生爆破损伤，随着煤层开采，使切眼前后上覆岩层 产生断裂，保证切眼前方岩层随着煤层开采冒落。
[0021]进一步的，所述步骤一中切眼深孔爆破采用爆破孔径为90
‑
100mm，所有炸 药采用内装高威力三级煤矿许用水胶炸药的三级煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱。
[0022]当采煤工作面开采四刀以后，沿采煤工作面实施切眼深孔爆破强制放顶， 从轨顺左侧0.5～1m范围钻取第一炮孔和第二炮孔，沿平行于采煤工作面一次间 隔6
‑
10m实施第三炮孔至第九炮孔，第十炮孔与第九炮孔同一位置实施。
[0023]进一步的，所述步骤二中的双巷上断爆破方案如下：
[0024]爆破方案采用双向钻孔法，在风巷与机巷同时向岩体内部钻斜深孔，煤层 顶板进行深孔爆破强制放顶。
[0025]爆破采用巷道双向钻孔法炮孔布置方式，即在工作面风巷与机巷同时向顶 板岩体内打孔由于人工装药困难且不安全，采用钻机送药柱，炮孔口用囊袋封 堵，炮孔内注浆封孔。
[0026]进一步的，所述注浆采用PC42.5R或PC42.5水泥与水的配比为 (62
‑
65):(32
‑
37)混合均匀后，利用2BQ15/2.0型气动式注浆泵通过注浆管压 入炮孔内，直至返浆后即可，注浆凝固20
‑
28h后起爆，水泥消耗量为每米 7
‑
8.5Kg。
[0027]装药时，角度小的为低段雷管，角度大的为高段雷管，每个炮孔内装两发 周段雷管正向起爆。
[0028]雷管炮头先用绝缘胶带把连接头裹紧，再用自粘胶裹紧。
[0029]进一步的，所述S3中的轨道顺槽下切爆破方案如下：
[0030]预裂切缝钻孔深度与采高、顶板下沉量及底鼓量有关，通过如下方式确定：
[0031]H
缝
＝(H
煤
‑
ΔH1‑
ΔH2)/(k
‑
1)
[0032]式中：ΔH1为顶板下沉量，单位为m；ΔH2为底臌量，单位为m；k为碎胀 系数，其取值为1.3～1.5。
[0033]采用爆破孔径48
‑
52mm，孔深16
‑
20m，与水平方向角度73
‑
78度，双向聚 能管改用外径为31
‑
33mm，内径为26
‑
28mm，管长1480
‑
1520mm，炸药采用普通 三级煤矿许用水胶炸药，双向聚能管的管内连续装药，装药长度为13
‑
15m，每 爆破孔装药量为10.5
‑
10.8Kg，封孔长度为3.5
‑
4.7m，采用4
‑
7m管长双囊袋， 注浆囊袋长为1.1
‑
1.4m，管长双本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，其特征在于，所述爆破施工方法包括如下步骤：步骤一：切眼深孔爆破强制放顶使切眼煤层上覆岩层与切眼后方上覆岩层中间产生爆破损伤，随着煤层开采，使切眼前后上覆岩层产生断裂，保证切眼前方岩层随着煤层开采冒落；步骤二：双巷上断爆破预留巷道支护后，施工厚硬顶板超深孔预裂爆破采用双巷上断；步骤三：轨道顺槽下切爆破基于双向聚能管切缝预裂控制爆破；步骤四：轨道顺槽下切爆破弱化在步骤二中轨道顺槽下切爆破的切缝爆破下部实施爆破弱化孔。2.根据权利要求1所述的一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，其特征在于，所述步骤一中的切眼深孔爆破强制放顶是使切眼煤层上覆岩层与切眼后方上覆岩层中间产生爆破损伤，随着煤层开采，使切眼前后上覆岩层产生断裂，保证切眼前方岩层随着煤层开采冒落。3.根据权利要求1所述的一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，其特征在于，所述步骤一中切眼深孔爆破采用爆破孔径为90
‑
100mm，所有炸药采用内装高威力三级煤矿许用水胶炸药的三级煤矿许用瓦斯抽采水胶药柱；当采煤工作面开采四刀以后，沿采煤工作面实施切眼深孔爆破强制放顶，从轨顺左侧0.5～1m范围钻取第一炮孔和第二炮孔，沿平行于采煤工作面一次间隔6
‑
10m实施第三炮孔至第九炮孔，第十炮孔与第九炮孔同一位置实施。4.根据权利要求1所述的一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，其特征在于，所述步骤二中的双巷上断爆破方案如下：爆破方案采用双向钻孔法，在风巷与机巷同时向岩体内部钻斜深孔，煤层顶板进行深孔爆破强制放顶；爆破采用巷道双向钻孔法炮孔布置方式，即在工作面风巷与机巷同时向顶板岩体内打孔由于人工装药困难且不安全，采用钻机送药柱，炮孔口用囊袋封堵，炮孔内注浆封孔。5.根据权利要求3所述的一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，其特征在于，所述注浆采用PC42.5R或PC42.5水泥与水的配比为(62
‑
65):(32
‑
37)混合均匀后，利用2BQ15/2.0型气动式注浆泵通过注浆管压入炮孔内，直至返浆后即可，注浆凝固20
‑
28h后起爆，水泥消耗量为每米7
‑
8.5Kg；装药时，角度小的为低段雷管，角度大的为高段雷管，每个炮孔内装两发周段雷管正向起爆；雷管炮头先用绝缘胶带把连接头裹紧，再用自粘胶裹紧。6.根据权利要求1所述的一种用于切顶留巷三面上断单巷下切爆破施工方法，其特征在于，所述S3中的轨道顺槽下切爆破方案如下：预裂切缝钻孔深度与采高、顶板下沉量及底鼓量有关，通过如下方式确定：H
缝
＝(H
煤
‑
Δ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王梦想，潘辉，汪海波，王浩，袁真，傅菊根，黄文尧，徐颖，宗琦，张红令，严安强，杜广明，谢平，毛龙飞，熊峰，道路，冯健，吕闹，程兵，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：