综采工作面遇断层时顺利推进的方法论文和设计-李伟

全文摘要

本发明公开了一种综采工作面遇断层时顺利推进的方法，它是在过渡段的岩层中，沿断层延伸方向掘进一条预裂爆破工作巷，以一次起爆药量不大于200kg的原则计算同时起爆的孔数；以同时起爆孔数为一片区将巷道两侧划分成若干预裂爆破区域；在巷道两侧打爆破孔，并按照计算的单孔装药量进行不耦合装药，每一预裂爆破区域的雷管脚线相互连接同时起爆；预裂爆破后，断层过渡段的岩层松碎，采煤机如同正常切割煤层一样，顺利通过断层。

主设计要求

1.一种综采工作面遇断层时顺利推进的方法，其特征在于，第一步，掘进预裂爆破工作巷根据探测的断层情况设计煤层工作面推采过渡段，在过渡段的岩层中，沿断层延伸方向掘进一条预裂爆破工作巷，该巷布置在岩石过渡段中部的位置，巷道高度需与工作面采高相同，巷道宽度应满足预裂爆破钻孔时操作空间；第二步，预裂爆破区域划分1)按照传统预裂爆破的方法设计爆破孔参数根据岩石过渡段的裂纹扩展、岩体松散度情况和预裂爆破不耦合装药系数，设计爆破孔直径和孔间距，直径取75-100mm，孔间距取2-5m，孔深度以达到煤层为止；2)按照传统预裂爆破的不耦合装药系数，计算单孔装药量，再以一次起爆药量不大于200kg的原则计算同时起爆的孔数；3)以同时起爆孔数为一片区将巷道两侧划分成若干预裂爆破区域，；第三步，钻孔装药爆破按照设计的爆破孔参数，在巷道两侧打爆破孔，并按照计算的单孔装药量进行不耦合装药，间隔装药时药卷之间采用导爆索串连接，并且使导爆索延至炮眼外3-5cm，按照正向起爆方式安装并联的双雷管，采用水泥浆封堵孔口，封堵长度不得低于爆破孔长度的0.25倍；每一预裂爆破区域的雷管脚线相互连接同时起爆；起爆后按照传统方法进行“盲炮、哑炮”检查和处理；直至所有区域预裂爆破完成；第四步，采煤机正常过断层预裂爆破后，断层过渡段的岩层松碎，采煤机如同正常切割煤层一样，顺利通过断层。

设计方案

1.一种综采工作面遇断层时顺利推进的方法，其特征在于，

第一步，掘进预裂爆破工作巷

根据探测的断层情况设计煤层工作面推采过渡段，在过渡段的岩层中，沿断层延伸方向掘进一条预裂爆破工作巷，该巷布置在岩石过渡段中部的位置，巷道高度需与工作面采高相同，巷道宽度应满足预裂爆破钻孔时操作空间；

第二步，预裂爆破区域划分

1)按照传统预裂爆破的方法设计爆破孔参数

根据岩石过渡段的裂纹扩展、岩体松散度情况和预裂爆破不耦合装药系数，设计爆破孔直径和孔间距，直径取75-100mm，孔间距取2-5m，孔深度以达到煤层为止；

2)按照传统预裂爆破的不耦合装药系数，计算单孔装药量，再以一次起爆药量不大于200kg的原则计算同时起爆的孔数；

3)以同时起爆孔数为一片区将巷道两侧划分成若干预裂爆破区域，；

第三步，钻孔装药爆破

按照设计的爆破孔参数，在巷道两侧打爆破孔，并按照计算的单孔装药量进行不耦合装药，间隔装药时药卷之间采用导爆索串连接，并且使导爆索延至炮眼外3-5cm，按照正向起爆方式安装并联的双雷管，采用水泥浆封堵孔口，封堵长度不得低于爆破孔长度的0.25倍；每一预裂爆破区域的雷管脚线相互连接同时起爆；起爆后按照传统方法进行“盲炮、哑炮”检查和处理；直至所有区域预裂爆破完成；

第四步，采煤机正常过断层

预裂爆破后，断层过渡段的岩层松碎，采煤机如同正常切割煤层一样，顺利通过断层。

设计说明书

技术领域

本发明涉及煤炭开采技术领域。

背景技术

在煤炭开采中经常遇到断层，有的断层在设计工作面时可以避开，但有的在综采工作面布置中常常无法躲避，如果采煤机强行推过，由于岩石的硬度大于煤体硬度，所以破岩效率低、截齿消耗大。传统过大落差断层技术常用挑顶起底法和搬家跳采法。挑顶起底法采取预先设计好挑顶或起底的过断层路径，在工作面以浅孔爆破的方式边爆破边推采，并以采煤机破岩相结合的方式推进；这种方法的不足是，工作面附近爆破施工时设备防护难，常炸坏支架，同时，浅孔爆破量小，边放炮边推进循环次数多，致使工作面推采缓慢，工序复杂，不仅扰乱了回采接续，还存在采空区煤尘自燃及顶底板变形破坏等安全隐患。搬家跳采法需要投入大量巷道掘进量及维护费用，且工作面撤除及安装工序繁琐，存在煤炭损失严重、工期长等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了“宽巷抽芯、区域爆破、深孔预裂”的高效过断层新模式，即沿断层面实施宽巷掘进，将采煤机截割范围内岩石尽可能的提前排出，同时在巷道中对硬岩进行分区域预裂爆破，从而实现顺利过断层和少损失的目的。

为达到上述有目的，本发明采取的技术方案是：

一种综采工作面遇断层时顺利推进的方法，其特征在于：

第一步，掘进预裂爆破工作巷

第二步，预裂爆破区域划分

1)按照传统预裂爆破的方法设计爆破孔参数

2)按照传统预裂爆破的不耦合装药系数，计算单孔装药量，再以一次起爆药量不大于200kg的原则计算同时起爆的孔数；

3)以同时起爆孔数为一片区将巷道两侧划分成若干预裂爆破区域；

第三步，钻孔装药爆破

第四步，采煤机正常过断层

预裂爆破后，断层过渡段的岩层松碎，采煤机如同正常切割煤层一样，顺利通过断层。

本发明有益效果：

(1)将爆破工作巷设计在岩石中提前排矸，减少丢煤；高度与工作面采高相同，避免推采过程中破坏顶板支护；爆破工作巷布置在断层岩石过渡段中部，均衡巷道两帮爆破孔长度，减少钻孔偏斜率，提高预裂爆破效果

(2)避免了工作面搬家、另开切眼等传统工序，节约了大量的人力、物力，减少设备损耗费，采煤机过断层截齿消耗减少40％～50％。

(3)超前深孔预裂爆破技术取代以往边爆破边推采的复杂工序，保证了工作面开采的连续性，相比传统方法节省用时1倍以上，大大缩短了工作面通过断层时间，同时也降低了采空区煤层自燃的可能性。

(4)形成了一套系统的深孔预裂爆破参数选取标准，能有效解决过传统大断层效率低、成本高、工期长、安全隐患大等问题。

附图说明

图1是实施例过渡段、预裂爆破工作巷布置示意图，实施例以过正断层(上盘在下、下盘在上)为例；

图2是预裂爆破区域划分示意图；

图3是预裂爆破装药结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图进一步说明技术方案。

如图1-3所示：一种综采工作面遇断层时顺利推进的方法如下：

第一步，掘进预裂爆破工作巷

根据探测的断层情况设计煤层工作面推采过渡段，在过渡段的岩层中，沿断层延伸方向掘进一条预裂爆破工作巷，该巷布置在岩石过渡段中部的位置，巷道高度需与工作面采高相同，巷道宽度应满足预裂爆破钻孔时操作空间，参照图1。

第二步，预裂爆破区域划分

1、按照传统预裂爆破的方法设计爆破孔参数

2、按照传统预裂爆破的不耦合装药系数，计算单孔装药量，再以一次起爆药量不大于200kg的原则计算同时起爆的孔数；

3、以同时起爆孔数为一片区将巷道两侧划分成若干预裂爆破区域，参加图2。

第三步，钻孔装药爆破

按照设计的爆破孔参数，在巷道两侧打爆破孔，并按照计算的单孔装药量进行不耦合装药，间隔装药时药卷之间采用导爆索串连接，并且使导爆索延至炮眼外3-5cm，按照正向起爆方式安装并联的双雷管，采用水泥浆封堵孔口，封堵长度不得低于爆破孔长度的0.25倍，装药结构参加图3；每一预裂爆破区域的雷管脚线相互连接同时起爆；起爆后按照传统方法进行“盲炮、哑炮”检查和处理；尤其从孔外看到露出的导爆索头未起爆时，即确认为“盲炮、哑炮”，待安全处理后再进行下一区域的爆破，直至所有区域预裂爆破完成。

第四步，采煤机正常过断层

预裂爆破后，断层过渡段的岩层松碎，采煤机如同正常切割煤层一样，顺利通过断层。

设计图

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