專利名稱:硬巖強度弱化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬巖強度弱化技術(shù)，特別涉及一種為了減少綜掘設(shè)備磨損并能夠保證綜掘設(shè)備連續(xù)作業(yè)的硬巖強度弱化方法，屬于煤礦工程技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
巖巷掘進在煤礦建設(shè)和生產(chǎn)中占有很重要的地位。具體地，在建設(shè)新礦井中，巖巷掘進工程量一般約占建設(shè)新礦井總工程量的40% -50%,占整個建設(shè)新礦井施工工期的35% -50% ;在生產(chǎn)礦井中，巖巷掘進工程量一般約占生產(chǎn)總工程量的25%。因此，對于建設(shè)新礦井，加快巖巷掘進速度，能實現(xiàn)巖巷快速施工，對建設(shè)新礦井可以縮短施工工期，及早形成采區(qū)或生產(chǎn)水平區(qū)的生產(chǎn)系統(tǒng)，早日投產(chǎn)見效；對于生產(chǎn)礦井，可以保證煤礦采掘關(guān)系正常發(fā)展，改善采掘接續(xù)緊張局面，保證礦井生產(chǎn)能夠持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，具有十分重要的意義。
在眾多大型煤炭企業(yè)中，為加快礦區(qū)建設(shè)，實現(xiàn)煤炭企業(yè)由傳統(tǒng)型向現(xiàn)代型的轉(zhuǎn)變，建設(shè)新型億噸級煤炭基地，特別是隨著綜采、綜放技術(shù)的應(yīng)用和高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的迅猛發(fā)展，煤層開采速度和巖巷掘進速度不匹配的問題目益突出，尤其近年來，眾多大型煤炭企業(yè)礦井的開拓量加大，為縮短建設(shè)新礦井的施工期期和緩解正在生產(chǎn)礦井的采掘接續(xù)，巖巷快速掘進成為各煤炭企業(yè)提高生產(chǎn)發(fā)展及保持生產(chǎn)后勁的大事，也是制約礦井水平區(qū)、采區(qū)、采場“三大接替”的瓶頸。因此，尋求一種“高效快掘”的新方法，以適應(yīng)新時期礦井發(fā)展的需要，便成為相當現(xiàn)實而重要的重大工程問題。
進一步地，為實現(xiàn)巖巷快速掘進的要求，巖巷的掘進方式也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，由原來的人工手錘打眼發(fā)展到現(xiàn)在使用電鉆、風錘及綜掘等機械設(shè)備的轉(zhuǎn)變。在現(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)外普遍認為現(xiàn)有的綜掘設(shè)備在截割普氏系數(shù)為8或者大于8的硬巖時會產(chǎn)生最大經(jīng)濟效益，但在實際工程中并非如此，雖然大多綜掘設(shè)備使用說明書中仍在堅持提出產(chǎn)生最大經(jīng)濟效益所需截割硬巖的普氏系數(shù)為8或者大于8，但是在對普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖掘進時，對綜掘設(shè)備中截割部件的磨損相當嚴重，而且截割下來的巖塊也不均勻不利于裝運，有時還需二次人工破碎才能進行裝運。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中對普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖掘進時，一般先將綜掘設(shè)備后移，通過打眼放炮的方式掘進，待巖石強度降低時，再引入綜掘設(shè)備進行掘進，并將打眼放炮所產(chǎn)生的矸石用運輸設(shè)備裝運出施工現(xiàn)場，綜掘設(shè)備及運輸設(shè)備的一退一進必然會導致硬巖掘進的不連續(xù)性，嚴重影響了巖巷的掘進速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硬巖強度弱化方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中利用綜掘設(shè)備對普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖進行掘進時，對綜掘設(shè)備的截割部件會造成嚴重磨損，進而影響巖巷掘進速度的技術(shù)問題，達到了弱化硬巖強度、減少綜掘設(shè)備截割部件磨損、保證綜掘設(shè)備連續(xù)工作，以及提高巖巷掘進速度的目的。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種硬巖強度弱化方法，包括[0007]在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)，沿所述硬巖巷道的軸線方向設(shè)置爆破孔組；
在所述爆破孔組中每個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔；
依次引爆每個爆破孔內(nèi)所填充的爆炸物，以便弱化所述硬巖巷道掘進斷面內(nèi)的硬
巖強度。
由上述可知，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，針對現(xiàn)有技術(shù)中利用綜掘設(shè)備對普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖進行掘進時，對綜掘設(shè)備的截割部件會造成嚴重磨損，進而影響巖巷掘進速度的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)了弱化硬巖強度、減少綜掘設(shè)備截割部件磨損、保證綜掘設(shè)備連續(xù)工作，以及提高巖巷掘進速度的目的，同時還具有施工工藝簡單，便于推廣的有點。


圖I為本發(fā)明硬巖強度弱化方法的流程示意圖；
圖2為本發(fā)明在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)設(shè)置爆破孔組后的巖巷斷面一示意圖；
圖3為本發(fā)明在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)設(shè)置爆破孔組后的巖巷斷面又一示意圖；
圖4為本發(fā)明在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)設(shè)置爆破孔組后的巖巷斷面再一示意圖；
圖5為本發(fā)明對圖2所示爆破孔組其中一個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔的示意圖。
具體實施方式
下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
圖I為本發(fā)明硬巖強度弱化方法的流程示意圖。如圖I所示，本實施例立井揭煤方法包括
步驟101、在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)，沿所述硬巖巷道的軸線方向設(shè)置爆破孔組；
圖2為本發(fā)明在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)設(shè)置爆破孔組后的巖巷斷面一示意圖。當綜掘設(shè)備在實際巖巷掘進工程中遇到普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖(本實施例所涉及的硬巖都是普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖)，施工人員則先將綜掘設(shè)備暫停下來，并開始在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)，根據(jù)所述硬巖巷道掘進斷面內(nèi)硬巖的強度信息，采用鉆孔機沿所述硬巖巷道的軸線方向鉆取爆破孔組，如圖2所示，可在硬巖巷道掘進斷面I內(nèi)設(shè)第一爆破孔2、第二爆破孔3及第三爆破孔4作為爆破孔組，上述爆破孔組中每個爆破孔的直徑可為75毫米或93毫米、長度可為30米或50米。
步驟102、在所述爆破孔組中每個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔；
在步驟101采用鉆孔機沿所述硬巖巷道的軸線方向鉆取爆破孔組的后，需對所述爆破孔組中每個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔，包括如圖5為本發(fā)明對圖2所示爆破孔組其中一個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔的示意圖所示，結(jié)合圖2所示，在本實施例中第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4都具有相同的空間構(gòu)造，在其內(nèi)裝填爆炸物的方式也是相同的。圖5所示為圖2所示爆破孔組中第一爆破孔2的空間構(gòu)造，下面以第一爆破孔2為例進行具體說明，第一爆破孔2包括裝藥段51和封孔段52，其中可預(yù)設(shè)封孔段52的長度為9米至15米，并且可采用正向裝藥方式，依次在裝藥段51內(nèi)填裝多個水膠炸藥管53和電雷管作為爆炸物，需要注意的是，在對第一爆破孔2的裝藥段51填裝第一個水膠炸藥管53時，將第一個水膠炸藥管53靠近其第一爆破孔2的孔底的一端可用11號鐵絲一端固定，并將11鐵絲另一端延伸出第一爆破孔2的孔口(圖5中未畫出)，以便在填裝多個水膠炸藥管53發(fā)生卡藥時，能順利地將多個水膠炸藥管53從第一爆破孔2中拉出，進一步地，在對第一爆破孔2裝藥段51填裝完多個水膠炸藥管53后，還可用長炮棍伸進第一爆破孔2將已填裝進裝藥段51的多個水膠炸藥管53推到第一爆破孔2的孔底，每個水膠炸藥管53的直徑可為67毫米、長度可為I米，是由糊狀水膠炸藥填裝在PVC(PolyVinylChlorid，聚氯乙烯)管中制成的；關(guān)于電雷管，在第一爆破孔2內(nèi)，可將第一電雷管54和第二電雷管55設(shè)置為號段為I的同號段的電雷管，并可將它們設(shè)置在填裝進裝藥段51的最后一個水膠炸藥管53的糊狀水膠炸藥內(nèi)，一并隨多個水膠炸藥管53填裝進裝藥段51內(nèi)，同樣也可直接在多個水膠炸藥管53填裝進裝藥段51后，再填裝第一電雷管54和第二電雷管55 ;進一步地，在填裝第一電雷管54和第二電雷管55之前，可對第一電雷管54和第二電雷管55的腳線分別剪留至15厘米，并通過所述剪留至15厘米的腳線將第一電雷管54和第二電雷管55以串聯(lián)或并聯(lián)的形式連接，并用放炮母線連接所述剪留至15厘米的腳線并引至第一爆破孔2的孔口以外，所述放炮母線用于接通電源時使電雷管爆炸；
在對第一爆破孔2的裝藥段51裝填完爆炸物后，首先保持對封孔段52充分潤濕， 并采用空氣壓縮機控制井下壓風的風壓不小于5個標準大氣壓，接著以所述井下壓風驅(qū)動封孔裝置，采用封孔粘性黃土顆粒，粘著已充分潤濕的封孔段52，以對裝藥段51進行封孔；
再進一步地,對圖2所示爆破孔組中第二爆破孔3和第三爆破孔4裝填爆炸物并進行封孔與上述對第一爆破孔2裝填爆炸物并進行封孔是類似的，區(qū)別僅在于，在第二爆破孔3的裝藥段51所填裝的第一電雷管54和第二電雷管55應(yīng)設(shè)置為號段為2的同號段的電雷管，在第二爆破孔3的裝藥段51所填裝的第一電雷管54和第二電雷管55應(yīng)設(shè)置為號段為3的同號段的電雷管。
步驟103、依次引爆每個爆破孔內(nèi)所填充的爆炸物，以便弱化所述硬巖巷道掘進斷面內(nèi)的硬巖強度；
接通所述放炮母線所連接的電源，利用圖3中第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4中各自裝藥段51分別所填裝的號段為I的同號段的電雷管、號段為2的同號段的電雷管以及號段為3的同號段的電雷管，進行差分爆破，以引爆第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4中各自裝藥段51分別所填裝的多個水膠炸藥管53，實現(xiàn)了依次爆破第一爆破孔2、第二爆破孔3和第三爆破孔4的目的，弱化了硬巖巷道掘進斷面I內(nèi)的硬巖強度。在本實施例中，如圖2所示爆破孔組為3個爆破孔的工程參數(shù)如下表I所示

爆破孔~水膠炸藥管裝藥段封孔段
爆破孔直徑
爆破孔名稱深度直徑長度長度電雷管的號段

/mm
/m/mm/m/m
第一爆破孔933067219I
第二爆破孔9330672192
第三爆破孔9330672193[0027]表I爆破孔組為3個爆破孔的工程參數(shù)
由上述可知，本實施例所提供的技術(shù)方案，針對現(xiàn)有技術(shù)中利用綜掘設(shè)備對普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖進行掘進時，對綜掘設(shè)備的截割部件會造成嚴重磨損，進而影響巖巷掘進速度的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)了弱化硬巖強度、減少綜掘設(shè)備截割部件磨損、保證綜掘設(shè)備連續(xù)工作，以及提高巖巷掘進速度的目的。
在上述實施例中，如圖2所示，可在硬巖巷道掘進斷面I內(nèi)設(shè)第一爆破孔2、第二爆破孔3及第三爆破孔4作為爆破孔組，進一步地，如圖3為本發(fā)明在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)設(shè)置爆破孔組后的巖巷斷面又一示意圖所示，也可在硬巖巷道掘進斷面I內(nèi)單獨設(shè)第一爆破孔2，再進一步地，如圖4為本發(fā)明在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)設(shè)置爆破孔組后的巖巷斷面再一示意圖所示，還可在硬巖巷道掘進斷面I內(nèi)設(shè)第一爆破孔2、第二爆破孔3、第三爆破孔4、第四爆破孔5及第五爆破孔6作為爆破孔組；如圖3所示爆破孔組為I個爆破孔的工程參數(shù)如下表2所示，以及如圖4所示爆破孔組為5個爆破孔的工程參數(shù)分別如下表3所示
權(quán)利要求
1.一種硬巖強度弱化方法,其特征在于,包括 在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)，沿所述硬巖巷道的軸線方向設(shè)置爆破孔組； 在所述爆破孔組中每個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔； 依次引爆每個爆破孔內(nèi)所填充的爆炸物，以便弱化所述硬巖巷道掘進斷面內(nèi)的硬巖強度； 其中，所述在所述爆破孔組中每個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔包括 所述爆破孔組中每個爆破孔包括裝藥段和封孔段，在所述每個爆破孔的裝藥段裝填爆炸物； 并以井下壓風驅(qū)動封孔裝置，采用封孔粘性黃土顆粒，對所述每個爆破孔的封孔段進行封孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的硬巖強度弱化方法，其特征在于，沿所述硬巖巷道的軸線方向設(shè)置爆破孔組包括 根據(jù)所述硬巖巷道掘進斷面內(nèi)硬巖的強度信息，采用鉆孔機沿所述硬巖巷道的軸線方向鉆取爆破孔組，所述爆破孔組中每個爆破孔的直徑為75毫米或93毫米、長度為15米、30米或50米。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的硬巖強度弱化方法，其特征在于，在所述每個爆破孔的裝藥段裝填爆炸物，包括 在所述每個爆破孔的裝藥段依次填裝多個水膠炸藥管和電雷管作為所述爆炸物；其中，同一裝藥段中填裝兩個同號段的電雷管，不同裝藥段中所填裝的電雷管的號段不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的硬巖強度弱化方法，其特征在于，對所述每個爆破孔的封孔段進行封孔之前包括 預(yù)設(shè)所述封孔段的長度為9米至15米，對所述封孔段進行充分潤濕，并采用空氣壓縮機控制所述井下壓風的風壓不小于5個標準大氣壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的硬巖強度弱化方法，其特征在于，在所述每個爆破孔的裝藥段依次填裝所述多個水膠炸藥管包括 在所述每個爆破孔的裝藥段填裝第一個水膠炸藥管時，將所述第一個水膠炸藥管靠近其所在爆破孔的孔底的一端用鐵絲一端固定，并將所述鐵絲另一端延伸出所述第一個水膠炸藥管所在爆破孔的孔口。
6.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的硬巖強度弱化方法，其特征在于，在同一裝藥段中填裝兩個同號段的電雷管之前，對所述兩個同號段的電雷管的腳線進行處理并連接，通過放炮母線將所述處理并連接后的腳線引至所述兩個同號段的電雷管所在爆破孔的孔口外。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的硬巖強度弱化方法，其特征在于，對所述兩個同號段電雷管的腳線進行處理并連接包括 對所述兩個同號段的電雷管的腳線分別剪留至15厘米，通過所述剪留至15厘米的腳線將所述兩個同號段的電雷管以串聯(lián)或并聯(lián)的形式連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的硬巖強度弱化方法，其特征在于，所述依次引爆每個爆破孔內(nèi)所填充的爆炸物包括 接通電源，使所述不同裝藥段中所填裝的不同號段的電雷管進行微差爆破，以便依次引爆所述不同裝藥段中所填裝的多個所述水膠炸藥管。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種硬巖強度弱化方法，其中包括在硬巖巷道掘進斷面內(nèi)，沿所述硬巖巷道的軸線方向設(shè)置爆破孔組；在所述爆破孔組中每個爆破孔內(nèi)裝填爆炸物并進行封孔；依次引爆每個爆破孔內(nèi)所填充的爆炸物，以便弱化所述硬巖巷道掘進斷面內(nèi)的硬巖強度。本發(fā)明所提供的硬巖強度弱化方法，針對現(xiàn)有技術(shù)中利用綜掘設(shè)備對普氏系數(shù)達到8或者大于8的硬巖進行掘進時，對綜掘設(shè)備的截割部件會造成嚴重磨損，進而影響巖巷掘進速度的技術(shù)缺陷，實現(xiàn)了弱化硬巖強度、減少綜掘設(shè)備截割部件磨損、保證綜掘設(shè)備連續(xù)工作，以及提高巖巷掘進速度的目的。
文檔編號F42D1/10GKCN101922902SQ200910146677
公開日2012年12月12日 申請日期2009年6月11日
發(fā)明者章立清, 涂敏, 喻希樂, 付寶杰, 方恩才, 黃文堯, 王傳兵, 溫福平 申請人:淮南礦業(yè)(集團)有限責任公司, 安徽理工大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4), 非專利引用 (1),