本發(fā)明涉及采礦，尤其是涉及一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構及爆破方法。

背景技術：

1、切頂卸壓是頂板弱化技術的主要方式，切頂效果將直接決定矸石充填采空空間程度及限制高位巖梁結構運動空間，進而影響采空區(qū)覆巖應力傳遞關系。目前對頂板弱化研究通常集中在假設取得良好切頂效果后的圍巖控制機理及技術方面，側重于?“支-卸”協(xié)調控制的支護單一方面的研究，缺乏從卸壓方面深入研究適應頂板結構預裂爆破技術的經驗。

2、復合頂板具有多層巖性分層，且各巖性分層厚度、礦物成分、波阻抗、層理以及節(jié)理裂隙發(fā)育程度往往存在較大差異，從而各巖性分層在爆破作用下分別呈不同的爆生裂紋擴展規(guī)律。而傳統(tǒng)爆破方法裝藥通常與各巖分層不匹配，難以根據復合頂板結構進行針對性爆破切頂卸壓，通常按照大藥量、小間距切縫孔的單一粗暴預裂爆破參數進行卸壓，爆后切縫孔容易出現(xiàn)裂縫不均勻，難以貫穿的現(xiàn)象，從而無法保證切頂效果。

3、針對上述中的技術現(xiàn)象，發(fā)明人提出了一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，以及采用爆破結構的爆破方法，以優(yōu)化切頂效果。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構及爆破方法，以使得爆破結構能夠分別針對各層巖性分層，解決預裂切縫孔難以貫穿，切頂效果不佳的問題。

2、本發(fā)明提供的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，采用如下的技術方案：

3、一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，包括，

4、由內至外層級分布的多組的巖層；

5、切縫孔，所述切縫孔設置有多組，多組所述切縫孔間隔分布且貫穿至巖層內，所述切縫孔包括預爆破區(qū)和非爆破區(qū)；

6、聚能管件，所述聚能管件設置有多組，多組所述聚能管件沿自身長度方向間隔設置于預爆破區(qū)內，每組所述聚能管件安裝于一組巖層的預爆破區(qū)內，每相鄰兩組聚能管件之間填充有炮泥。

7、優(yōu)選的，所述聚能管件包括聚能管體和數碼電子雷管，所述聚能管體開設有沿自身長度方向貫穿的管腔，所述聚能管體周向側壁開設有多組貫穿的聚能孔，多組所述聚能孔沿聚能管體的長度方向間隔分布，所述數碼電子雷管設置于管腔內，所述管腔內填充有炸藥。

8、優(yōu)選的，所述數碼電子雷管長度方向的一端設置有聚能錐體，所述聚能錐體為中空錐體狀，所述聚能錐體的尖端部朝向數碼電子雷管內部，所述聚能錐體的尖端部呈背離切縫孔孔底的狀態(tài)，所述炸藥呈靠近聚能錐體的狀態(tài)。

9、優(yōu)選的，所述聚能管體設置有限位件，所述數碼電子雷管遠離炸藥的一端抵接于限位件上。

10、優(yōu)選的，所述限位件呈u形，所述限位件的兩端呈插設至聚能孔的狀態(tài)。

11、優(yōu)選的，所述炮泥位于相鄰兩組巖層的銜接處。

12、優(yōu)選的，所述非爆破區(qū)填充有泥漿。

13、優(yōu)選的，所述數碼電子雷管外接有并聯(lián)盒。

14、本發(fā)明還提供了一種根據上述所述均散保壓均裂復合頂板爆破結構的爆破方法，包括以下步驟：

15、s1、對待預裂爆破的巷道頂板進行鉆孔取芯，取芯長度大于3倍的采高，取巖樣若干并檢測可爆性力學參數，得到巖體質量分級；

16、s2、以預裂爆破調整基本頂運動狀態(tài)弱化巷道圍巖應力為原則設計切縫孔，施工切縫孔，并對切縫孔進行鉆孔窺探，分析各組巖層巖性結構和裂隙發(fā)育特征，將各組巖層劃分預爆破區(qū)和非爆破區(qū)，并確定各組巖層的預爆破區(qū)的長度；

17、s3、根據步驟s2中各組巖層的特征以確定步驟s2中的各組巖層的預爆破區(qū)的預裝炸藥用量，將炸藥及數碼電子雷管裝填至聚能管體內，以組成聚能管件，將聚能管件置入切縫孔孔底的預爆破區(qū)內，然后在預爆破區(qū)內填充炮泥，從而完成一組巖層的預爆破區(qū)的裝填工作；

18、s4、重復步驟s3，直至各組巖層的預爆破區(qū)的裝填工作完成；

19、s6、封堵切縫孔，使用并聯(lián)盒并聯(lián)連接電子數碼雷管起爆網絡；

20、s7、撤離井下工作人員至安全位置，起爆完成爆破切頂作業(yè)。

21、綜上所述，本發(fā)明包括以下有益技術效果：

22、1.本發(fā)明中的爆破結構包括層及分布的巖層、切縫孔以及聚能管件，切縫孔包括預爆破區(qū)和非爆破區(qū)，即各巖層設置有預爆破區(qū)或非爆破區(qū)，將聚能管件沿自身長度方向間隔設置于預爆破區(qū)內，且每組聚能管件安裝于其中一組巖層的預爆破區(qū)內，且每相鄰兩組聚能管件之間設置有炮泥，炮泥起到了阻隔的作用，從而使得各巖層的預爆破區(qū)具有獨立的爆后保壓過程，減少爆生氣體向軟性巖層逸散的現(xiàn)象，提高硬性巖層的爆破效果，從而延長各巖層的爆破區(qū)的炸藥爆炸作用時間。

23、2.本發(fā)明提供的一種爆破方法，充分考慮了各組巖層巖性對爆破作用的敏感差異，劃分為不同巖層的預爆破區(qū)，針對不同巖層的預爆破區(qū)，并結合聚能管件的爆破方向及切縫孔長度的研究，提出不同巖層的預爆破區(qū)的炸藥用量，并填充炮泥，提供各巖層的預爆破區(qū)保壓的條件，以隔離各巖層的預爆破區(qū)，不僅減少了炸藥的用量，還優(yōu)化了爆破切頂效果。

技術特征：

1.一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，包括，

2.根據權利要求1所述的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，所述聚能管件（3）包括聚能管體（31）和數碼電子雷管（32），所述聚能管體（31）開設有沿自身長度方向貫穿的管腔（311），所述聚能管體（31）周向側壁開設有多組貫穿的聚能孔（312），多組所述聚能孔（312）沿聚能管體（31）的長度方向間隔分布，所述數碼電子雷管（32）設置于管腔（311）內，所述管腔（311）內填充有炸藥（33）。

3.根據權利要求2所述的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，所述數碼電子雷管（32）長度方向的一端設置有聚能錐體（321），所述聚能錐體（321）為中空錐體狀，所述聚能錐體（321）的尖端部朝向數碼電子雷管（32）內部，所述聚能錐體（321）的尖端部呈背離切縫孔（2）孔底的狀態(tài)，所述炸藥（33）呈靠近聚能錐體（321）的狀態(tài)。

4.根據權利要求2所述的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，所述聚能管體（31）設置有限位件（313），所述數碼電子雷管（32）遠離炸藥（33）的一端抵接于限位件（313）上。

5.根據權利要求4所述的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，所述限位件（313）呈u形，所述限位件（313）的兩端呈插設至聚能孔（312）的狀態(tài)。

6.根據權利要求1所述的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，所述炮泥（4）位于相鄰兩組巖層（1）的銜接處。

7.根據權利要求1所述的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，所述非爆破區(qū)（22）填充有泥漿（5）。

8.根據權利要求2所述的一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構，其特征在于，所述數碼電子雷管（32）外接有并聯(lián)盒（6）。

9.一種根據權利要求1-8任一項所述均散保壓均裂復合頂板爆破結構的爆破方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及一種均散保壓均裂復合頂板爆破結構及爆破方法，屬于采礦技術領域，包括由內至外層級分布的多組的巖層、切縫孔和聚能管件；所述切縫孔設置有多組，多組所述切縫孔間隔分布且貫穿至巖層內，所述切縫孔包括預爆破區(qū)和非爆破區(qū)；所述聚能管件設置有多組，多組所述聚能管件沿自身長度方向間隔設置于預爆破區(qū)內，每相鄰兩組聚能管件之間放置有炮泥。本發(fā)明中充分利用不同巖性對爆破作用的敏感性差異，針對各巖層設計切縫孔裝藥量，并且減弱軟巖分層對爆炸沖擊波的吸能作用，減少硬巖分層爆生氣體向軟巖分層逃逸的現(xiàn)象，使得各預爆破區(qū)具有獨立的爆后保壓過程，優(yōu)化了爆破效果。

技術研發(fā)人員：張志忠,馬晨晶,張雪峰,王永健,劉玉山,任超鵬,尹利鑫,趙曉東,王偉,郝兵元,張濤,王晨龍
受保護的技術使用者：山西華陽集團新能股份有限公司二礦
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17