一种煤矿巷道掘进工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种煤矿巷道掘进工艺，通过边缘直孔和中间直孔将工作面围绕分隔为左右两个区域，在两个区域内设置与中间直孔对应的多层水平斜孔，采用水压膨胀器对各孔进行涨裂，水平斜孔可以使岩石整体逐层断裂脱落，使岩石所受作用力在垂直于工作面方向的分量不为零，保证岩石沿约束较小的方向破碎，破岩效果较好，破碎后的岩体能够自由塌落，破岩断面基本平齐，可以直接对新工作面进行布孔作业，实现连续掘进。掘进过程中不会产生飞石、有害气体、噪音、冲击波、岩尘等危害。相比爆破拆除，不需要相关部门的审批手续，采购、使用和运输便利，可以在施工要求严格的现场使用，工艺安全、经济、高效且施工方便、便于操作、无污染，具有较好推广前景。好推广前景。好推广前景。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿巷道掘进工艺


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，尤其涉及一种煤矿巷道掘进工艺。

技术介绍

[0002]传统的掘进方法如爆破破岩技术会产生巨大噪音以及爆炸冲击波、振动、飞石并产生大量有害气体，且冲击波和飞石与有害气体等对人员和设备的安全都存在潜在的危害，在炸药的储运和使用过程中容易产生安全事故。现有的煤矿综掘机对煤巷半煤岩巷道较为实用，但对全岩巷道适用性很差，并且全岩巷道采用综掘机施工会产生大量岩尘，对现场员工呼吸系统产生极大伤害。在掘进过程中巷道往往会有大量的岩石碎屑、泥沙等。而新兴的水力掘进法所注入的水与岩石碎屑与泥沙等混合后形成粘性流体在压力与重力作用下可能迅速流动对施工人员与施工设备的安全产生威胁，且形成积水后还需人员进行抽水增加了工序。近些年资源开采深度越来越大，整个采掘活动都在髙应力下进行，导致任意工程灾害都会以更加明显的方式表现出来。
[0003]为规避民用爆炸品带来的安全隐患，克服综掘机对全岩巷道适应性低的缺点并规避水力掘进法产生的风险与不便，目前亟需设计一种新型煤矿巷道掘进工艺。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种安全、经济、高效且施工方便、便于操作、无污染的矿巷道掘进工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种煤矿巷道掘进工艺，
[0006]根据地层条件确定工作面的边界；
[0007]在距离边界第一距离处开设边缘直孔，多个边缘直孔沿边界间隔设置，且相邻两个边缘直孔的间隔距离小于等于第一预设孔距，边缘直孔垂直工作面；
[0008]沿工作面左右方向上的中线开设中间直孔，多个中间直孔沿中线间隔设置，且间隔距离小于等于第一预设孔距离，每个中间直孔与左右两侧各有一个边缘直孔位于同一水平面，中间直孔垂直工作面；
[0009]间隔设置的多个中间直孔将边缘直孔围绕的区域分为左右两个区域；
[0010]在左右两个区域内与每个中间直孔所处的同一水平位置均设置多个水平斜孔，每层水平斜孔中，各个水平斜孔在工作面上的开孔位置的间隔距离与所在区域内相对应的左右间隔设置的边缘孔的间隔距离相同，左右两个区域内的各层水平斜孔均向位于同一水平位置的中间直孔的方向倾斜；
[0011]将水压膨胀器的膨胀部插入边缘直孔、中间直孔和水平斜孔内，先对中间直孔进行膨胀破碎，然后对水平斜孔进行膨胀破碎，最后对边缘直孔进行膨胀破碎；
[0012]对破碎的岩体进行整理运输，并对破碎后的工作面的破碎情况进行检查；
[0013]重复以上步骤实现连续掘进。
[0014]可选地，在对破碎的岩体进行整理运输之后，先根据之前对岩体的破碎结果对布
置的边缘直孔、中间直孔和水平斜孔的孔位进行调整。
[0015]可选地，各层水平斜孔中，位于同一列的水平斜孔的倾斜角度相同。
[0016]可选地，边缘直孔和中间直孔的深度相同；
[0017]水平斜孔伸入工作面的垂直距离不大于边缘直孔和中间直孔的深度。
[0018]可选地，边缘直孔和中间直孔的深度为1400～1800mm。
[0019]可选地，边缘直孔、中间直孔和水平斜孔的直径相同。
[0020]可选地，边缘直孔、中间直孔和水平斜孔的直径为34～38mm。
[0021]可选地，第一距离为40～60mm；和/或
[0022]第一预设孔距为240～260mm。
[0023]可选地，水压膨胀器包括膨胀部、钢管、输液管和高压水泵，钢管至少一端设有密封环，输液管的一端通过密封环与钢管连接，另一端与高压水泵连接，膨胀部与钢管的另一端连接。
[0024]可选地，膨胀部由高弹性高强度合成橡胶制成，内部为中空结构，用于容纳由钢管输送的水。
[0025]本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供的煤矿巷道掘进工艺，采用直孔与斜孔相互配合的布孔方式，通过边缘直孔和中间直孔将工作面围绕分隔为左右两个区域，在两个区域内设置与中间直孔对应的多层水平斜孔，采用水压膨胀器对各也进行涨裂，水平斜孔可以使岩石整体逐层断裂脱落，使岩石所受作用力在垂直于工作面方向的分量不为零，保证岩石沿约束较小的方向破碎，而且破岩效果较好，破碎后的岩体能够自由塌落，破岩断面基本平齐，可以直接对新工作面进行布孔作业，实现连续掘进，掘进过程中不会产生飞石、有害气体、噪音、冲击波、岩尘等危害。相比于爆破拆除，不需要相关部门的审批手续，采购、使用和运输也极其便利，可以在施工要求严格的现场使用，该工艺安全、经济、高效且施工方便、便于操作、无污染，具有较好的推广前景。
附图说明
[0026]本专利技术附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。
[0027]图1是本专利技术实施例中工作面布孔的正视示意图(虚线为示意内部的孔结构)；
[0028]图2是图1中工作面中边缘直孔和中间直孔的布孔示意图；
[0029]图3是图1的左视示意图(虚线为示意内部的孔结构)；
[0030]图4是图1的俯视示意图(虚线为示意内部的孔结构)；
[0031]图5是图1中的A
‑
A剖面示意图；
[0032]图6是本专利技术实施例中所采用的一种水压膨胀器的结构示意图。
[0033]图中：
[0034]1：工作面；
[0035]11：边缘直孔；
[0036]12：中间直孔；
[0037]13：水平斜孔；
[0038]2：水压膨胀器；
[0039]21：膨胀部；
[0040]22：钢管；
[0041]23：输液管；
[0042]24：密封环。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0044]参见图1～图5所示，本专利技术实施例提供的煤矿巷道掘进工艺包括以下步骤：
[0045]根据地层条件确定工作面1的边界。
[0046]参见图1和图2所示，在距离边界第一距离处开设边缘直孔11，多个边缘直孔11沿边界间隔设置，即形成位于边界内侧且与边界形状相同的一圈边缘直孔11，一般呈长方形或者正方形，具体根据实际情况而定，在此不做限定。相邻两个边缘直孔11的间隔距离小于等于第一预设孔距，即在设定第一预设孔距后，理论上两个相邻边缘直孔11之间的间隔距离按照第一预设孔距排布，在拐角等边缘处，若剩余距离大于第一预设孔距小于两个第一预设孔距时，在满足边缘直孔11与边界距离为第一距离的情况下，仍可以设置开设一个边缘直孔11，此时，该处相邻的两个边缘直孔11之间的距离小于第一预设孔距。边缘直孔11垂直工作面1。在一些优选实施方式中，边缘直孔11的布置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿巷道掘进工艺，其特征在于，包括以下步骤：根据地层条件确定工作面的边界；在距离所述边界第一距离处开设边缘直孔，多个所述边缘直孔沿所述边界间隔设置，且相邻两个所述边缘直孔的间隔距离小于等于第一预设孔距，所述边缘直孔垂直所述工作面；沿所述工作面左右方向上的中线开设中间直孔，多个所述中间直孔沿所述中线间隔设置，且间隔距离小于等于所述第一预设孔距离，每个所述中间直孔与左右两侧各有一个所述边缘直孔位于同一水平面，所述中间直孔垂直所述工作面；间隔设置的多个所述中间直孔将所述边缘直孔围绕的区域分为左右两个区域；在所述左右两个区域内与每个所述中间直孔所处的同一水平位置均设置多个水平斜孔，每层所述水平斜孔中，各个所述水平斜孔在所述工作面上的开孔位置的间隔距离与所在区域内相对应的左右间隔设置的所述边缘孔的间隔距离相同，所述左右两个区域内的各层水平斜孔均向位于同一水平位置的所述中间直孔的方向倾斜；将水压膨胀器的膨胀部插入所述边缘直孔、中间直孔和水平斜孔内，先对所述中间直孔进行膨胀破碎，然后对所述水平斜孔进行膨胀破碎，最后对所述边缘直孔进行膨胀破碎；对破碎的岩体进行整理运输，并对破碎后的工作面的破碎情况进行检查；重复以上步骤实现连续掘进。2.根据权利要求1所述的煤矿巷道掘进工艺，其特征在于：在对破碎的岩体进行整理运输之后，先根据之前对岩体的破碎结果对布置的所述边缘直孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：于会军，陈卫东，秦涛，李自民，张保勇，
申请(专利权)人：于会军，
类型：发明
国别省市：