本發(fā)明涉及一種改善巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境、提高巷道穩(wěn)定性、控制巷道圍巖變形的方法，尤其是一種煤礦回撤巷道預(yù)裂爆破放頂卸壓的方法。

背景技術(shù)：

工作面設(shè)備回撤是工作面開采的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，工作面的機電設(shè)備數(shù)量多、體積大、重量大，而且回撤巷道空間狹窄，頂板壓力大，對回撤空間支護質(zhì)量要求高?；爻愤^程中，巷道頂板容易發(fā)生冒落，頂板完整性、穩(wěn)定性直接影響到工作面設(shè)備回撤的安全和高效。

當(dāng)工作面距停采線較遠、回撤巷道在工作面超前支承壓力范圍以外時，回撤巷道不受工作面開采動壓影響；隨著工作面的臨近，在超前支承壓力影響下，回撤巷道掘進后的平衡應(yīng)力狀態(tài)遭到破壞，造成巷道礦壓顯現(xiàn)強烈，容易發(fā)生巷道頂板下沉、煤壁片幫，甚至回撤巷道內(nèi)支架壓死，造成頂板冒落事故。

為了解決上述問題，通常采取增加頂板和兩幫錨桿、錨索的支護強度和支護密度，提前對回撤通道及工作面兩巷注漿加固等方法提高回撤巷道圍巖的整體剛度、強度和穩(wěn)定性，但都具有成本高、費工費時、效果差等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種煤礦回撤巷道預(yù)裂爆破放頂卸壓的方法，以達到改善巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境、提高巷道穩(wěn)定性、有效控制巷道圍巖變形的目的。

為達到上述目的，本發(fā)明提出的煤礦回撤巷道預(yù)裂爆破放頂卸壓的方法，其步驟如下：

步驟1.在回撤巷道副幫頂板布置鉆孔，鉆孔與巷幫的距離為a，鉆孔按設(shè)定的間距c沿巷道走向布置。

步驟2.采用礦用液壓坑道鉆機按照設(shè)定的傾角β（鉆孔與水平面夾角）向頂板施工鉆進設(shè)定的孔深l，鉆孔方向與巷道走向垂直。

步驟3.清除鉆孔內(nèi)的煤巖粉后，將聚能管置于鉆孔中，聚能管開口方向與巷道軸向平行。

步驟4.鉆孔裝藥，使用封泥對鉆孔進行填塞，對回撤巷道頂板進行預(yù)裂爆破。優(yōu)選回撤巷道所有爆破鉆孔同時起爆。

預(yù)裂爆破后，使用鉆孔窺視儀對鉆孔預(yù)裂效果進行評估，對未能在巖體預(yù)裂面上形成貫穿裂縫的鉆孔進行補鉆、補爆。

所述鉆孔與巷幫的距離a=0.05～0.50m。

所述鉆孔的直徑φ=30～100mm。

所述鉆孔與鉆孔的間距c=0.5～3.0m。

所述鉆孔與水平面夾角β

式中：h1為留頂煤厚度；h2為直接頂厚度；h3為基本頂厚度；l1為周期來壓步距；d為回撤巷道寬度；a為鉆孔與巷幫的距離。

所述鉆孔的孔深

式中：為炮眼利用率。

所述封泥對鉆孔進行填塞，封泥填塞段的長度lf，當(dāng)鉆孔孔深l>2.5m時，1.0m＜lf＜（l-1.5m）；當(dāng)鉆孔孔深1.0m＜l＜2.5m時，0.5m＜lf＜1.0m。

本發(fā)明方法，采用在回撤巷道副幫頂板布置鉆孔對頂板實施預(yù)裂爆破的方式，鉆孔間形成貫穿的裂縫和破壞區(qū)并實現(xiàn)頂板超前破裂垮斷，切斷了回撤巷道頂板與工作面采空區(qū)的應(yīng)力傳遞，可有效改善巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境、控制巷道圍巖變形。該方法相較于增加頂板和兩幫錨桿、錨索的支護強度和支護密度，提前對回撤通道及工作面兩巷注漿加固等方法，具有施工簡單、節(jié)省人力及物料成本、高效可靠的特點。

附圖說明

圖1是本發(fā)明回撤巷道預(yù)裂爆破放頂卸壓平面布置圖。

圖2是圖1的a—a剖面圖。

圖中：1—基本頂，2—直接頂，3—煤層，4—大巷，5—回撤巷道，6—鉆孔，7—采煤工作面，8—采空區(qū)，9—回風(fēng)巷，10—運輸巷，11—鉆孔封泥填塞段，12—鉆孔裝藥段，13—雷管引線，14—放炮母線，15—發(fā)爆器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步的描述：

如圖1、圖2所所示，采煤工作面7內(nèi)有綜合機械化采煤所需要的各種機械設(shè)備和器材，回風(fēng)巷9是礦井通風(fēng)系統(tǒng)中污風(fēng)風(fēng)流經(jīng)過的回采巷道，運輸巷10是礦井運輸系統(tǒng)中用于運煤、運料的回采巷道，采空區(qū)8是采煤工作面回采后空洞區(qū)，回撤巷道5是在回采工作面7停采線處掘出的平行于回采工作面7的輔助巷道。本發(fā)明提出的回撤巷道預(yù)裂爆破放頂卸壓的方法，具體步驟如下：

回撤巷道5掘進、支護完成后，在回撤巷道5副幫頂板布置鉆孔6，鉆孔6與巷幫的距離為a，本實施例中a=0.20m，各鉆孔6沿巷道走向布置，鉆孔間距為c=1.8m。鉆孔方向與巷道走向垂直。

采用礦用液壓坑道鉆機按照設(shè)定的傾角β（鉆孔與水平面夾角）向頂板施工鉆進設(shè)定的孔深l，本實施例中β=50°，l=15m；清除鉆孔內(nèi)的煤巖粉后，將聚能管置于鉆孔中，聚能管開口方向與巷道軸向平行。

用炮棍將藥卷輕輕推入鉆孔，使藥卷彼此首尾密接，裝有電雷管的引藥最后正向裝入，使用封泥對鉆孔進行填塞，本實施例中鉆孔封泥填塞段的長度lf=6.0m，現(xiàn)場條件滿足《煤礦安全規(guī)程》及《爆破安全規(guī)程》關(guān)于井下爆破的要求時，無關(guān)人員撤出到安全警戒線以外，將電雷管的引線13通過放炮母線14連接發(fā)爆器15，由放炮員進行起爆。

預(yù)裂爆破后，至少等待15min，待炮煙吹散后，方可進入巷道作業(yè)，可以使用鉆孔窺視儀對鉆孔預(yù)裂效果進行評估，對未能在巖體預(yù)裂面上形成貫穿裂縫的鉆孔進行補鉆、補爆。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種煤礦回撤巷道預(yù)裂爆破放頂卸壓的方法。該方法在回撤巷道副幫頂板布置鉆孔，裝藥爆破后鉆孔間形成貫穿的裂縫和破壞區(qū)并實現(xiàn)頂板超前破裂垮斷，切斷回撤巷道頂板與工作面采空區(qū)的應(yīng)力傳遞，有效改善巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境、控制巷道圍巖變形。相較于增加頂板和兩幫錨桿錨索的支護強度和支護密度、提前對回撤通道及工作面兩巷注漿加固等方法，具有施工簡單、節(jié)省人力及物料成本、高效可靠的特點。

技術(shù)研發(fā)人員：王方田;梁寧寧;趙賓;朱德福
受保護的技術(shù)使用者：中國礦業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.13
技術(shù)公布日：2017.08.18