深孔预裂爆破技术在煤矿生产中的应用

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层透气性系数大大增加，使煤体瓦斯得以提前缓 管 2 个，采用并联起爆，雷 ：： ：：：： ：：：：：：： ：：： ：：：
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慢排放、瓦斯压力下降、瓦斯含量减少，从而提高 管脚线用塑料电线加长， ：： ：：：： ：：：：：：： ：：： ：：：
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了煤体的坚固性，结果使煤体原集中应力带及高 每孔装药量 4kg(13 节)，用 ：： ：：：：
版社，1992.
层最大厚度为 3.0m，最小厚度 1.8m，平均厚度
掘进工作面钻孔布置如图 1 所示。松动控制 [2]石必明.低透气性煤层深孔预裂控制松动爆破防
2.2m，3-2 煤层厚 0.5～1.0m，与 3-1 煤层之间有 0.4～ 爆破孔参数见表 1。
突作用分析[J].建井技术，2002（5）.
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压瓦斯带移向煤体深部，同时有利于消除由于煤 活节木炮棍送入孔底。
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质因软硬不均而引起的应力集中及由于地质构造
（3）封孔工艺
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关 键 词 ：深孔预裂爆破；低透气性煤层；效果
煤巷掘进过程中，经常出现煤与瓦斯突出、瓦
采用重庆煤科分院
斯超限等问题，如何选取切实有效的措施治理瓦 生产的防突钻机，或软岩
斯问题，一直是摆在采矿工作者面前的难题。近年 钻机。要求在 f<0.3 条件
来，深孔预裂爆破技术在防治煤与瓦斯突出、提高 下，使成孔率达 80％以上，
巷中的试验
内，才有利于裂隙的形成和发展，有利于提高煤层 移向煤体深部，煤体瓦斯压力梯度和应力梯度降
2.1 实验区概况
的透气性。结合现场实际条件，合理的孔间距应不 低，有效地防止煤与瓦斯突出的发生。
皖北煤电孟庄矿Ⅳ315 工作面位于Ⅳ-1 采区 大于 1m。
3.3 通过在孟庄矿的这次试验，证明运用深孔
抽采率，又可以减少瓦斯抽采时间，从而提高工作
（1）爆破孔和控制孔间距选择
了煤层透气性，从而提高了抽采量。
面回采速度。
当煤层条件一定时，孔间距的大小应与爆破
3.2 由于煤体瓦斯压力下降、瓦斯含量减少，
2 深孔控制预裂爆破技术在孟庄矿 IV315 机 孔和控制孔的直径相匹配，在一个较合理的范围 煤体的坚固性提高，原集中应力带及高压瓦斯带
瓦斯抽放率等方面得到广泛的应用，取得了良好 为了防止在软煤钻孔过程
的效果。
中长孔跑偏，打钻过程中
1 深孔控制预裂爆破的作用机理
应保持推进压力恒定，控
深孔预裂爆破的目的，是为了增加煤体原有 制钻孔速度，最好有导向
裂隙的长度和范围，提高煤层的透气性，减少抽放 装置，保证钻孔方向满足
瓦斯的阻力，从而在较短的时间内提高瓦斯抽放 设计要求。
作者简介：朱亚（1977～），男，1996 年毕业于
0.1236m2/MPa2.d，为低透气性煤层。
测突出指标值正常，在掘进过程中能清晰看到煤 淮南联合大学，现为安徽理工大学硕士研究生，主
2.2 深孔控制预裂爆破工艺
层新增裂隙，其有效影响半径为 3.5m，并且掘进中 要从事煤矿安全技术方面的研究工作。
科技论坛
深孔预裂爆破技术在煤矿生产中的应用
朱 亚 石必明 陈 雷
（安徽理工大学能源与安全学院，安徽 淮南 232001）
摘 要：对深孔预裂爆破技术在孟庄煤矿的应用效果进行考察，验证了该技术在煤巷掘进过程中防治煤与瓦斯突出、提高瓦斯抽放率的可行 性，初步确定了在孟庄煤矿高瓦斯、低透气性煤层地质条件下合理的深孔预裂爆破参数。
0.8m 泥岩夹矸，倾向 80°～120°，倾角 30°～17°，平均
2.4 效果考察
[3]罗勇，沈兆武.深孔控制卸压爆破机理和防突试
20°，煤层倾角北部较小，南部较大。煤层原始瓦斯
预裂爆破试验后，抽采钻孔瓦斯抽采量成倍 验研究[J].力学季刊，2006（3）.
压力 1.7MPa，煤层瓦斯含量 10.4m3/t，煤层透气性 增加，抽采钻孔一天抽采量 2.345m3/min；掘进前预
表有村庄、铁路、公路、果园等。地面标高+34.2～+ 增加了爆裂面，可增大裂区的范围，布置爆破孔 2～
参考文献
34.5m。该区域 3－1 煤层结构简单，为单一结构，属 3 个，控制孔 3～6 个。
[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出
稳定煤层。据邻近钻孔及巷道揭露，本工作面内煤
（3）钻孔布置
对控制孔，用适量的水炮泥和黄泥封孔，放炮
3.1 理论分析和实践都充分证明，采取深孔控
增大，即煤体透气性系数增大，使工作面前方煤体 后最好能及时处理掉，以利于排放煤层瓦斯。
制预裂爆破措施，煤体内裂隙大幅度增加，原生裂
瓦斯得以缓慢排放，这样既可以提高长钻孔瓦斯
2.3 深孔预裂爆破参数选择
隙得到扩展，形成了较大范围的连通裂隙网，提高
率。深孔预裂爆破不同于普通的松动爆破。它的特
（2）装药结构和装药
点是在爆破孔周围增加辅助自由面—— —控制孔， 工艺
它不仅要求在相邻孔间连线方向形成贯通裂缝，
钻孔完孔后，装药前
而且要求其它方向产生尽可能多的裂隙，使煤体 对爆破孔用压气仔细吹净
内形成以炮孔为中心相互连通的裂隙网。
钻孔内钻粉。为了提高炮
图 1 工作面钻孔布置示意
深孔预裂爆破是在工作面前方交替布置一定 孔利用率、爆破效果和装 深度的爆破孔和控制孔，在一定卸压煤体的防护 药速度，克服深孔爆破中 下，在前方引爆几个深孔炮眼形成煤体预裂爆破， 存在的管道效应和爆燃现 其中控制孔（不装药）在爆破过程中起到控制爆破 象 ， 采 用 乳 胶 炸 药 卷 方向与补偿爆破裂缝空间作用，形成卸压槽。爆破 （Φ30），正向起爆的装药 后，炮眼周围煤体的破裂与松动形成卸压圈，其煤 结构。每个爆破孔中放雷
南翼第三区段，上部为Ⅳ313 采空区，下界标高-
（2）爆破孔和控制孔个数的确定
控制预裂爆破技术治理掘进工作面瓦斯问题效果
600m。北部以Ⅳ-1 皮带下山保护煤柱为界，走向
根据实验区域煤层地质、采矿条件及巷道断 显著，对于高瓦斯、低透气性煤层条件下的其它矿
长约 800m，倾向宽约 125m。与本工作面对应的地 面布置，结合煤层的瓦斯赋存情况，考虑到控制孔 井具有一定的推广和借鉴意义。
（1）钻孔
没有发生煤与瓦斯突出、瓦斯超限等事故，大大提
责任编辑：成玉玲
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表 1 深孔控制预裂爆破钻孔布置参数表
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引起的应力集中，降低煤体瓦斯压力梯度和应力
对爆破孔，装药后应
梯度，有利于防止煤与瓦斯突出的发生和发展，为 装入不少于 0.5m 的水炮泥，水炮泥外应充填长度 高了掘进速度。
工作面回采创造了较长的安全区和防护区。另一 不小于 4m 略潮的黄泥，并封严实。
3 结论
方面，由于深孔预裂爆破使工作面前方煤体裂隙