煤巖體水力爆破致裂弱化方法

2023-05-14 10:14:36

專利名稱：煤巖體水力爆破致裂弱化方法
殿體水力爆W^弱化方法駄繊本發明涉勿Jc力,弱化方法，尤其是一種^體水力爆M^弱化的方法。在麟開^i程中，採用放頂ii^煤法，如遇到魁更頂煤時，便會難以放出頂 煤，必須採取鬆動上覆煤的措財能使頂煤放出，目前的處理方^^種超接鑽眼， 然後裝炸藥^^，以此i數文頂^頂板鬆動，但該方法對弱化頂煤或頂板 蝶較差，若藥量控制不當，易造成安全隱患；其次是單糹蝶用水力i^法，該方i去需要注入的水壓非常大，不易控制孔內裂隙的擴展，^jc力鄉的大驟逢數目少，操作要求比較高，控制不好易產生危險；在蝶體水力鄉弱化時，需要掌握圓孑L7jC臓縫 的起裂、擴展和失穩擴MH階段的裂縫擴展方向和長M其與時間的關係。根據水 ffi^ii擴展的模擬實驗結果，水力鄉弱化主要形成水壓主裂縫和翼型分支裂隙， 水力鄉的^l數目少。如何改善魁更厚頂煤冒放性、處SM石顧板、；l:驟體強 度弱化防治衝擊礦壓、改善煤層酌性和防治煤與瓦斯突出等的有效技術途徑，對 於保障,的^:高效生產具有M的理論和現實意義。 發明內容本發明的目的是針對已有技術中存在的問題，Mf共一種工藝簡單，操作方便，控制性好，錢可靠！鄉好^職體水力爆M^弱化方法。本發明的;)^體水力爆 ^弱化方法包括用鑽機向預開採的^^^丁水力 麟弱化的鑽孔，在鑽 L內方JcA7jc膠炸藥，並將引線引至鑽 "ha、 用封 L器^K泥砂漿將鑽孔孔口封住後，向鑽孔內注水，當注水到設定壓力 時，停止注水；b、 引爆水膠炸藥進行水壓爆破，在爆頓力作用下，使鑽孔周邊產生大量的裂隙；c、 ^A高H;K使鑽 L周邊的裂隙3S—步擴展，形成水臓隙。戶腿的鑽孔的深度不小於5m;戶腿的注水壓力不小於8MPa;要求爆頓隙的長 度大於3 5倍的鑽 Ll:徑。有益效果 5更煤體弱化中，能改善頂煤冒放性和斷氐衝擊礦壓危險性，提 高煤層 ^隙的範圍，便於瓦斯抽毅防治煤與瓦斯突出，以達至嗾為理想的技術效果。採用水力爆^tl^^體的結構產生改變，以增加7jCJ^縫數目，， 高了煤層的酌性，有效弱化了麟體的虧雖，斷氐了弱化區域的圍巖應力，能有 效解決水力鄉的^l數目少的問題，是,改善頂煤的冒放性、防治衝擊礦壓、防治煤與瓦斯突出、提高瓦斯抽採效率的有效技術途徑，對防ihi:覆頂板大面積懸 著而產生的衝擊礦壓具有重要意義。其工藝簡單，控制性好，施工方便，安全可靠， 效果好，具有廣泛的實用性。


附圖是本發明的井下煤層水力爆M^弱化實例結構示意圖 圖中l: l一砂巖，2—煤層，3—鑽孔，4一水^^乍藥，5—引線，6—封孔 器，7—高壓注水管。下面結合附圖對本發明的實施作進一步描述實施例一某r"煤層的平均厚度為4m，煤層2的硬度為戶3,為i&R平煤層2， 上覆巖層為魁更的砂巖l，其平均厚度25m，在艦井下採虹作面煤層2內，採用 鑽機朝頂板打水力鄉弱化鑽孔3，鑽孔3的深度為20m，孑L徑為60mm。孔的間距 約為15m,在孔中方從水膠炸藥4，裝藥量為40g。並將弓踐5引至鑽孔外，之後採 用封孔器6^/K泥砂漿將鑽孔孔口封住，然後艦高壓注水管7向鑽孔內注入高壓 水，以不產勤K臓縫為準，停止注7K，引爆水膠4炸藥進行水壓爆破，在爆生壓 力作用下，使鑽孔3圍巖鵬，在鑽孔3周邊產生大量的裂隙，要求爆 隙的長 度大於3 5倍的鑽孔3直徑；然後^A約10 MPa的高JE7jC，進行水力鄉，在裂 隙冰壓力的作用下，沿爆 隙3廣展，形 目較多的水壓裂隙，以lt,ij了弱化 煤巖體的目的，冒落的破碎頂板會,±真滿採空區。實施例二某,層的平均厚度為9m,煤層2的硬度為戶4，為i&R平煤層，採 放比為l: 2，在,井下採虹作面的煤層2內，翻鑽機朝頂板打鑽孔3，鑽孔 3的深度為50m，孑L徑為60im，孔的間距為15m。在孔中方M水膠炸藥4，裝藥量為 60g，並將引線5引至鑽孑W卜，之後採用封孔器6或水泥砂漿將鑽孔孔口封住，然後 fflil高壓a7K管7向鑽孔內注入高JE7夂，以不產生水ffi^逢為準，停止注水，弓據 水膠炸藥4進行7KM破，在爆頓力作用下，使鑽孔圍巖鵬，在鑽 L周邊產生 大量的裂隙，要求爆 隙的長度大於3~5倍的鑽 L直徑；然後^A約15 MPa的高H7jc,進行水力,， 隙水壓力的作用下，沿爆，隙:r展，形 目較多的水臓隙，以達到了弱化;C線體的要求，可以順利放出頂煤以及冒落的破碎頂板 肯,麟採空區。
權利要求
1.一種煤巖體水力爆破致裂弱化方法，包括用鑽機向預開採的煤巖體打水力致裂弱化的鑽孔(3)，在鑽孔(3)內放入水膠炸藥(4)，並將引線(5)引至鑽孔(3)外，其特徵在於a、用封孔器(6)或水泥砂漿將鑽孔(3)孔口封住後，向鑽孔(3)內注水，當注水到設定壓力時，停止注水；b、引爆水膠炸藥(4)進行水壓爆破，在爆生壓力作用下，使鑽孔(3)周邊產生大量的裂隙；c、注入高壓水，使鑽孔(3)周邊的裂隙進一步擴展，形成水壓裂隙。
2. 根據權利要求1戶腐的^體水力爆 ^弱化方法，^#徵在於戶7M的 鑽孔(3)的深度不小於5m。
3. 根據權利要求l戶腿的j^體水力爆M^弱化方法，其特徵在於戶腿的 注水壓力不小於8MPa。
4. 根據權利要求1戶腿的煤巖體水力爆MM弱化方法，其f寺徵在於要求爆 生裂隙的長度大於3 5倍的鑽孔直徑。
全文摘要
一種煤巖體水力爆破致裂弱化方法，採用水力爆破致裂使煤巖體的結構發生改變，先在煤層內打鑽孔，在孔中放入水膠炸藥；然後進行封孔和注水，注水到設定壓力，以不產生水壓裂縫為準，停止注水，引爆炸藥進行水壓爆破，使鑽孔圍巖破裂，在鑽孔周邊產生大量的裂隙；然後進行水力致裂，在裂隙水壓力的作用下，沿爆生裂隙擴展，形成數目較多的水壓裂隙。既可有效的弱化煤巖體的強度，也可以降低弱化區域的圍巖應力，又可提高煤層的透氣性；是煤礦改善頂煤的冒放性、防治衝擊礦壓、防治煤與瓦斯突出、提高瓦斯抽採效率的有效技術途徑。其工藝簡單，施工方便，安全可靠，易操作，控制性好。
文檔編號E21C37/12GK101644156SQ200910182020
公開日2010年2月10日 申請日期2009年7月17日 優先權日2009年7月17日
發明者劉長友, 程慶迎, 黃炳香 申請人:中國礦業大學