高突礦井煤巷安全快速掘進工藝的製作方法
2023-04-24 05:55:11 2
專利名稱:高突礦井煤巷安全快速掘進工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種礦井煤巷掘進技術，具體為一種高突礦井煤巷安全快速掘進工藝。
背景技術：
煤與瓦斯突出是煤礦中一種極其複雜的動力現象，它能在很短的時間內，由煤體 向巷道突然噴出大量的瓦斯和碎煤，瞬間噴出的粉煤可以充填百米長的巷道，能給正在施 工的人員帶來嚴重的傷害事故。經國家統計我國是煤與瓦斯突出最嚴重的國家，煤巷掘進 瓦斯突出次數最多，主要原因是地壓力和瓦斯壓力的作用，而目前國內掘進工作面常用的 防突措施，主要有超前鑽孔、深孔鬆動爆破、水力衝孔、並結合煤體指標預測。煤體鑽屑指標 預測在工作面迎頭軟煤層打2個以上直徑42mm，長6_10m的鑽孔，鑽孔每鑽進lm測定鑽 屑量一次，每鑽進2m測一次鑽屑解吸指標(由煤科總院重慶分院研製ATY型突出預測儀對 煤體進行自動檢測)。根據每個鑽孔沿孔深每米的最大鑽屑量Smax和鑽屑解吸指標kl，預 測工作面突出危險性，當Smax < 6kg/m和解吸指標kl < 0. 5方可掘進。由於受客觀條件 如淋頭水、風、工人操作技能影響比較大，目前國內檢測工藝不能完全保證煤巷機組安全掘 進，寺河礦"5. 20"瓦斯突出事故就是最典型的案例，當時採取了防突技術措施，煤體檢測各 項指標都未超標，但機組掘進時誘發煤與瓦斯突出，工作面作業人員無一生還。現在我們採 用煤體檢測並結合此工藝，放炮時人員躲進防爆避難硐室進行遠距離放炮，即使誘發瓦斯 突出，也可以保障所有人員安全。
發明內容
本發明為了解決如何避免高瓦斯礦井掘進過程中的瓦斯突出的問題而提供了一 種高突礦井煤巷安全快速掘進工藝。
本發明是由以下技術方案實現的，一種高突礦井煤巷安全快速掘進工藝，步驟為， 臺鑽機煤體預測，臺鑽機施工炮眼，裝藥放炮，爆破後等待30mim，進入工作面機組出煤，臺 鑽機支護，下一道循環工序，放炮的炮眼採用菱形掏槽的直眼掏槽法，在菱形槽眼中部施工 2個大直徑空心眼，爆破循環控制在4m-6m間，運用毫秒雷管使炸藥以毫秒級的時間間隔， 控制炮眼按預定順序先後分組起爆，起爆前人員撤出安全距離，並躲入防爆移動避難硐室 車。
實現煤巷深孔爆破的關鍵技術是如何實現深孔掏槽，如深孔掏槽就必須採用直眼 掏槽法，其中菱形掏槽最適合煤體爆破，為提高爆破效果可增加2個中心空眼，增加爆破自 由面中心空眼控制在100mm《小《110m。(防突細則規定鑽孔小於110mm，斜眼掏槽掘進 為3m以下而直眼掏槽則實現3m以上作業)。
2、掏槽眼採用小50mmX500mm特製三級乳化炸藥，加大炸藥直徑減小炸藥與炮眼 間隙，提高爆破效果；
3、在礦用液壓錨杆鑽機加設安裝可調控風動臺鑽，實現防突預測、打眼、支護一體。節省迎頭煤體支護材料，並提高生產效率。(如施工三進二回順槽2500m工作面，可節 省迎頭預測支護材料2500X400元=1000000元、人工費2500X2X100 = 500000元)。 4、在順槽進風巷橫貫內安裝移動式避難硐室車實行遠距離放炮，放炮時作業人員 全部躲進車內有效解決了瓦斯突出傷人最關鍵的技術難題。
實現煤體深孔光面爆破理論依據及工藝方法此工藝採用放炮鬆動預裂原理、光 面爆破理論，毫秒爆破理論、它使煤層預裂鬆動，釋放內部壓力，使煤主體崩落，煤體斷面輪 廓不受破壞，從而實現瓦斯壓力釋放和煤巷掘進，而深孔預裂爆破是通過爆破釋放煤體內 部應力，防止瓦斯突出，而斷面煤主體未崩落，掘進時由機組截割成型。 1、鬆動預裂原理
鬆動預裂爆破適應於煤層賦存穩定，突出強度較小的突出煤層，爆破後形成破碎 圈和鬆動圈，圈內的煤分別為碎屑狀和破碎狀，有助於消除軟硬不均而引起的應力集中，形 成瓦斯排放通道，降低瓦斯壓力和應力，這有利於消突。 2、毫秒爆破理論
運用毫秒雷管使炸藥以毫秒級的時間間隔，控制炮眼按預定順序先後分組起爆， 由於延期間隔時間短，致使各藥包爆炸產生的能量相互影響。在高瓦斯礦井中，爆破後 160ms，瓦斯濃度為0. 3 % -0. 5 % ， 260ms時為0.3% -0. 98 % ， 360ms以內 一般不超過1 % ，而 爆破相鄰之間的間隔只有25ms，只要最後一段延期時間在130ms以內，瞬間濃度則在0. 5% 以下。
3、鬆動預裂原理和毫秒爆破理論為實現遠距離全斷面爆破提供理論依據和安全 保障。而爆破的關鍵技術是如何實現掏槽並能達到光面爆破效果。由於循環進度大於4m， 無法實現斜眼掏槽，只有直眼掏槽才能保證大循環光面爆破。
圖1為直眼菱行掏槽分布圖(5. 5米X3. 5米)
圖2為竹片綁炸藥結構示意圖
圖3為移動避難硐車結構示意圖
具體實施方式
—種高突礦井煤巷安全快速掘進工藝，步驟為，臺鑽機煤體預測，臺鑽機施工炮 眼，裝藥放炮，爆破後等待30mim，進入工作面機組出煤，臺鑽機支護，下一道循環工序，放炮 的炮眼採用菱形掏槽的直眼掏槽法，在菱形槽眼中部施工2個大直徑空心眼，爆破循環控 制在4m-6m間，運用毫秒雷管使炸藥以毫秒級的時間間隔，控制炮眼按預定順序先後分組 起爆，起爆前人員撤出安全距離，並躲入防爆移動避難硐室車。臺鑽機為煤礦一種常用設 備，具有鑽孔、支護等作用。
菱形直眼掏槽如圖1所示，距離底板1200mm。周邊眼距離煤幫頂板為500mm，煤眼 間距為500mm。掏槽眼小=55，兩個大直徑空心眼(OpOj ，空心眼100mm《小《110m。點 l-4為掏槽眼採用小50mmX500mm三級乳化炸藥合計1. 18X8X4 = 37. 76公斤。點5-24 為周邊眼採用小35 X 500m三級乳化炸藥合計0. 57 X 2 X 20 = 22. 8公斤，採用雙導爆索，此 循環爆破按5m進行計算。
4[0020] 如圖2所示意，掏槽眼和周邊眼都採用竹片扎綁裝藥方法，減小裝藥時間，提高生 產效率；採用煤礦許可雙導爆索。
如圖3所示意，移動避難硐車由防爆車進行改裝，移動避難硐室車內設壓風自救， 由巷道壓風供給，保障每人供風量不少於0. 3mVmin，避難硐室車根據避難最多人員配備足 夠的隔離式自救器，避難硐室內另裝設氧氣再生系統，當外界壓風管受到破壞時，則由再生 裝置實現氧氣供給，保證人員安全。圖中l-有氧再生裝置2-隔離式自救器箱3-座位4-密 閉門5-壓風接頭6-電話。
深孔爆破掘支工藝比較複雜，為了便於管理和組織必須保證正規循環(突出礦井
預測6m—循環，所以爆破循環小於6m)，並採用(3X7+3)作業方式，保證每班一循環，就是
生產班執行3X7制，檢修班時間為3個小時。液壓錨杆鑽機加設安裝可調控的風動臺鑽，
實現防突檢測，施工煤體炮眼，巷道錨杆支護一體化。其中新加設的可調控臺鑽施工煤體迎
頭檢測孔和炮眼，錨杆機進行頂板和兩幫支護。現防突檢測前將迎頭煤體全斷面支護，防止
煤體片幫傷人，即浪費材料、人工又嚴重影響生產效率。而實現三機合一由於錨杆機有臨時
支護，人員又站在錨杆上進行檢測，所以完全可以保障作業人員安全。舉例某突出礦井年進
尺為1. 8萬米，每6m檢測一次，5mX 3. 5m迎頭斷面支護材料費400元。
節省材料費=1. 8萬/6X400 = 120萬元
節省人工費=1.8萬/6X2人X100元/工二 60萬元
全年節省直接費用180萬元。
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權利要求
一種高突礦井煤巷安全快速掘進工藝，其特徵在於步驟為，臺鑽機煤體預測，臺鑽機施工炮眼，裝藥放炮，爆破後等待30mim，進入工作面機組出煤，臺鑽機支護，然後下一道循環工序，放炮的炮眼採用菱形掏槽的直眼掏槽法，在菱形槽眼中部施工2個大直徑空心眼，爆破循環控制在4m-6m間，運用毫秒雷管使炸藥以毫秒級的時間間隔，控制炮眼按預定順序先後分組起爆，起爆前人員撤出安全距離，並躲入防爆移動避難硐室車。
專利摘要
本發明涉及一種礦井煤巷掘進技術，具體為一種高突礦井煤巷安全快速掘進工藝。解決如何避免高瓦斯礦井掘進過程中的瓦斯突出的問題。步驟為，臺鑽機煤體預測，臺鑽機施工炮眼，裝藥放炮，爆破後等待30mim，進入工作面機組出煤，臺鑽機支護，下一道循環工序，放炮的炮眼採用菱形掏槽的直眼掏槽法，在菱形槽眼中部施工2個大直徑空心眼，爆破循環控制在4m-6m間，運用毫秒雷管使炸藥以毫秒級的時間間隔，控制炮眼按預定順序先後分組起爆，起爆前人員撤出安全距離，並躲入防爆移動避難硐室車。
文檔編號F42D3/00GKCN101769152SQ201010105537
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月31日
發明者侯晉強, 張為遠, 閆振東 申請人:山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan