深孔预裂爆破技术报告
砂墩子煤矿N4107工作面深孔爆破预裂技术在冲击地压防治工作中的应用
砂墩子煤矿N4107工作面深孔爆破预裂技术在冲击地压防治工作中的应用2新疆维吾尔自治区哈密市三道岭镇，新疆 839003砂墩子煤矿N4107工作面经冲击地压危险性评价具有弱冲击危险性，其中N4107工作面回风顺槽回采[332,469]区域为分别为DF8、F-4107-06、F-4107-07断层影响弱冲击危险区,影响范围为137m,且经过钻探、测斜验证该断层往工作面内延伸52米，断距8.5m,主要以砂砾岩和细砂岩为主，对正常回采割煤及冲击地压治理带来了艰巨的考验。
为了统筹解决该处以DF8断层为主的断层影响区对回采和冲击地压治理的影响，在该区域开展了深孔爆破预裂技术研究与施工，对该次深孔爆破前后10天范围内冲击地压监测预警系统指标展开了研究分析，经过冲击地压监测数据分析断层深孔爆破预裂在冲击地压治理工作方面效果显，极具研究推广价值。
一、N4107工作面深孔爆破预裂技术参数深孔预裂爆破即为提前在矸石构造区域范围施工深孔，然后装大量炸药封泥后再进行正向爆破，保证炮孔1 m半径范围内的岩石松动预裂，无需人工花费大量时间打眼爆破，采煤机或掘进机可直接将构造区域的岩石切割碎运输，进而提高过断层的效率。
砂墩子煤矿于9月29日，10月3日分两批次进行了深孔爆破预裂施工，其工艺流程：准备工作—打孔—清孔—探孔—药管制作—装药—封泥—爆破。
炸药使用矿用三级乳化炸药（φ35mm*300mm乳化炸药），装药的被筒采用PVC材质制作而成，长度为1米，壁厚1.5mm，外直径为63mm，一支被筒装乳化炸药3.2kg(约12支药)，要求装药紧密夯实，充填饱满。
钻孔深度及方位角：顺槽钻凿的炮孔孔径φ94mm，深度为50m，工作面钻凿的炮孔深度为30m；钻孔时其钻孔方位角垂直于煤壁，钻孔倾角为平孔。
钻孔位置及孔间距：工作面采高3.6m，根据Φ63mm药卷的爆破作用半径以及钻孔设备最低钻孔高度的约束，离巷道底板或工作面底板均为高度1.3m为第一排钻孔布置位置，第二排离第一排炮孔0.7m的位置进行布孔，同排孔间距为3.0m，两排炮孔呈“之字”型布置。
深孔预裂爆破安全技术措施及注意事项
Science &Technology Vision 科技视界0引言针对直接顶为质硬性脆的粉砂岩的工作面,为避免采空区大面积悬顶一次性垮落后对工作面造成危害,在工作面回采期间可以采用深孔预裂爆破的方法来进行人为放顶来使之强制冒落,从而增强工作面回采期间的安全性。
具体的深孔预裂爆破技术要求如下:工作面正常推进3m 后,采用在工作面前方深孔爆破的方法使顶板预裂。
采用切眼里帮炮眼单排布置方式,即工作面推进3米后,在切眼(回风巷侧)里帮20米后开始打眼每隔8米打一个眼,炮眼深度为12米,炮眼倾角为90度,炮眼的终孔布置在直接顶上11~15米的砂岩之中,通过连续爆破使工作面开采前方的顶板弱化预裂,待工作面推过后,采空区的顶板更加容易自然垮落。
1深孔预裂爆破时打眼放炮的技术要求1)打眼工具一般可以采用ZYJ-380/210链条式深孔钻机,钻孔直径65mm,钻杆长度为1m,钻头用矿上现有的探水钻钻头。
2)炮眼布置参数需要注意以下几点:(1)炮孔角度原则上为直角,但是受作业坏境的限制可能成一定角度的夹角,但是所有炮孔的角度必须一致;(2)炮眼封泥长度为10m,炮孔装药量为九节药,每三节药捆扎在一起装一个雷管;(3)循环爆破孔距为8m 不得大于10m。
3)炸药使用煤矿许用硝铵炸药,先装巷道中间眼往两边装药,用雷管、放炮线串联的方式起爆。
4)装药方法参考以下方法。
将煤矿许用硝铵炸药三节捆扎好一个接一个装入炮孔,将提准备好直径50mm 长度为12m 的炮棍将炸药依次,用铁丝横穿管状炸药做一个倒刺,止装进的药下滑,依此类推,直至装完为止。
装药时要将每节炸药逐一可靠连接,推送到设计的装药位置,要求不间断装药。
5)封泥方法也非常重要。
封孔长度可根据爆破地点煤(岩)体强度和实际需要来确定,但封孔长度不得小于10米,封泥材料采用黄泥,从起爆药包位置开始直至孔口,连续密实封堵,黄泥有准备队负责运送至施工地点,经过筛选,方可使用,直到炮孔封泥结束。
深孔预裂爆破技术报告
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公式表述
如何增加煤层透气性
• 可归纳为三类 • 一 设法从煤层取出一部分物质，形成空洞， 造成应力和裂隙与空隙的再分布，如水力 割缝，注酸液腐蚀等。 • 二 注入高压水或压气，将煤压裂，然后注 入支撑剂（砂子等）除龙凤，焦作试验效 果较好外，其他效果不明显。 • 三 对煤体进行爆破，当存在自由面时，因 煤体内裂隙容积扩展较大，增透效果显著。
• 控制孔直径远小于空间距，可以把爆炸压 力对控制孔的作在 爆炸应力场中，在控制孔附近产生应力集 中。
控制孔受力模型
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平煤五矿己二采区实验后百米钻孔 瓦斯流量对比
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什么是深孔预裂爆破
• 在煤体中打爆破孔，然后距爆破空一定距 离打控制孔，利用炸药爆炸瞬间产生的高 温高压气体和应力波，使煤体产生径向裂 隙和环状裂隙，并使爆破孔周边煤体产生 径向之字形交叉裂隙网，以提高煤的透气 性，达到提高抽采效果的目的。
深孔预裂爆破的方案
• 一般在回采工作面进风巷和回风巷打平行 钻孔，其中爆破空和控制孔交替布置。
控制孔的作用机理
由于爆破孔附近存在辅助自由面----控制孔, 当压缩应力波传播到该自由面时,会反射成 拉伸波,当拉伸波大于介质的抗拉强度时,就 会产生霍金逊效应,使介质从自由面向里片 落，同时反射拉伸波和径向裂隙尖端处的 应力场相互叠加,促使径向裂隙和环向裂隙 进一步扩展,大大增加裂隙区的范围。
控制孔的霍金逊效应
深孔预裂爆破技术
吴海龙 2013.05.24
主要内容
• • • • • 煤层增透方法的分类 深孔预裂爆破的简介 深孔爆破的增透机理 深孔预裂的技术参数 实验效果的对比
10m以上深孔预裂爆破的安全技术要求
10m以上深孔预裂爆破的安全技术要求
10m以上深孔预裂爆破的安全技术要求
【规程条文】第三百五十三条在高瓦斯、突出矿井的采掘工作面的实体煤中，为增加煤体裂隙、松动煤体而进行的10m以上的深孔预裂控制爆破，可以使用二级煤矿许用炸药，并制定安全措施。
【执行说明】为防止产生爆燃，必须选用含水型的煤矿许用炸药，严格限制单孔装药量。
煤矿许用毫秒雷管在出库前，必须事先进行导通检查。
炮眼布置方式、炮眼深度、装药量、起爆顺序，必须严格执行爆破说明书的规定。
由于炮孔内有煤渣，同时又受地应力的影响，在炮孔钻杆拔出时，用探孔管对炮孔进行探孔，并记录炮孔的深度后，确定装药的数量与长度。
为了保证细长药卷间隔装药或连续装药起爆的可靠性，必须在炮孔内沿孔全长敷设煤矿许用导爆索。
炮眼封泥长度执行《规程》第三百五十九条的规定。
爆破严格执行一炮三检制和三人连锁爆破制。
爆破前，爆破工必须做电爆网路全电阻检查。
为了防止延时突出，爆破后至少等20min，方可进入工作面。
必须有撤人、停电、警戒、远距离爆破、反向风门等安全防护措施。
突出矿井采掘工作面在预裂爆破后，停止作业4～8h。
撤人和爆破距离根据突出危险程度确定，一般不小于200m，撤出人员应处于新鲜风流中。
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xx煤矿穿层钻孔深孔预裂爆破工作总结
分类号：编号：UDC：密级：非密四川芙蓉集团实业有限责任公司白皎煤矿科学技术报告白皎煤矿井下深孔预裂爆破提高矿井抽采率的研究研究人员：俞学平邱帮汉盛建发张代远彭世龙陈靓工作完成时间：20XX年11月报告提交时间：20XX年11月目录摘要31 白皎煤矿基本情况41.1企业概况41.2煤层赋存及地质条件41.3矿井开拓方式及回采工艺61.4矿井灾害情况61.5通风系统与瓦斯抽采系统81.6本课题开展的必要性122煤层深孔预裂爆破情况132.1 深孔预裂爆破的原理132.2深孔预裂爆破的装药特点错误！未定义书签。
2.3装药前的检查、检测132.4装药装置及工序错误！未定义书签。
2.5封孔概况错误！未定义书签。
2.6起爆位置及起爆点错误！未定义书签。
3深孔预裂爆破技术在白皎煤矿穿层预抽中的应用173.1深孔预裂爆破技术在白皎矿2382材料道的应用错误！未定义书签。
3.1.12382材料道基本概况173.1.22382材料道深孔预裂爆破概况错误！未定义书签。
3.1.32382材料道实施深孔预裂爆破后抽采效果错误！未定义书签。
3.2深孔预裂爆破技术在白皎矿2382回风巷的应用203.2.1 2382回风巷基本概况203.2.22382回风巷深孔预裂爆破概况错误！未定义书签。
3.2.32382回风巷实施深孔预裂爆破后抽采效果错误！未定义书签。
5结语错误！未定义书签。
摘要白皎煤矿是全国有名的难治理煤与瓦斯突出矿井。
现主要采用底板穿层钻孔网格预抽、顺层平行孔抽采、俯伪斜穿层钻孔抽采等治理瓦斯灾害。
由于白皎煤矿地质条件复杂，主要以中、小型断层为主，其中小断层较为发育。
至今共查明大小断层共925条，其中逆断层有518条，占总条数的56%，正断层有407条，占总条数的44%。
落差在10-20m断层9条，占0.97%，揭2-10m 落差的断层132条，小于2.0m落差的断层780条，断层破坏煤层结构，这使煤系地层中普遍存在煤层重复、缺失、增厚或变薄，甚至不可采的现象；因地质构造复杂，又难探明；同时煤层坚硬，透气性极差，透气性系数为0.00～0.02 m2/（MPa2·d），使抽采钻孔难以准确控制和抽采。
深孔梯段预裂爆破技术及运用分析
深孔梯段预裂爆破技术及运用分析摘要：深孔梯段预裂爆破技术的应用，可以利用预裂爆破产生的预裂缝，缓冲爆破振动，减少爆破振动对于施工的干扰，进而实施深孔梯段爆破，达到良好的爆破效果。
基于此，本文围绕着深孔梯段预裂爆破技术展开讨论，分析其作用机理和技术特点，结合深孔梯段预裂爆破技术的应用要点进行分析、研究，合理进行参数设计，探讨其在石方开挖过程中的应用价值。
关键词：深孔梯段；预裂爆破技术；施工质量前言；在水利水电工程建设、矿山开采等工程项目中，需要将预裂爆破技术运用于石方开挖。
石方开挖的过程中，在岩层结构软弱的情况下实施爆破，会受到振动波的影响，导致岩体整体受到破坏。
为了有效控制爆破振动，满足工程施工对于岩体轮廓成型的需求，应该根据预先设计的开挖轮廓，进行预裂爆破。
经过预裂爆破后，岩体上形成贯穿裂缝，可以对开挖、爆破过程中产生的振动波产生缓冲和反射的作用。
深孔梯段预裂爆破技术的应用，可以更加高效、安全的完成爆破，达到理想的爆破效果，进而为施工创造良好的基础条件，提高施工质量。
1.预裂爆破的作用机理和技术特点在石方开挖的过程中，通过爆破的方式，对岩石进行破坏。
预裂爆破属于轮廓控制爆破技术，根据石方开挖的实际需要，考虑到岩层结构的特点，预先设计开挖轮廓。
按照开挖轮廓线，实施预裂爆破，产生预裂缝。
确定开挖区、保留区的位置。
基于此，在轮廓范围内的主爆孔中装药，予以起爆。
经过预裂爆破后，预裂缝的形成，能够产生屏蔽振动波的效果，控制爆破对于岩体的破坏程度，根据施工要求，对保留岩体形成保护作用。
实施预裂爆破的过程中，各炮孔产生向四周扩散的压缩应力波，压力波之间重叠、交汇，则会产生拉伸应力。
随着拉伸应力的逐渐增加，则会导致炮孔就按产生贯通裂纹，进而形成预裂缝。
预裂爆破过程中产生的高压气体，也可能导致预裂缝的产生[1]。
2.深孔梯段预裂爆破技术的应用要点考虑到石方开挖的具体要求，合理运用深孔梯段预裂爆破技术，同时明确技术要点。
深孔预裂爆破法爆破机理
深孔预裂爆破法的爆炸机理及在浅煤层控制顶板冒落中的应用关键字：浅裂缝深孔预裂爆破法控制顶板冒落Ls-dyna3d 房式采煤法采空区摘要：在神东采煤区的浅煤层开采中，因为主要顶板厚度大，抗拉强度高而且具有一些小的上覆荷载，导致了大区域的频繁的顶板来压。
因此，这就发生了诸如液压支架铁结合，煤壁裂缝透水，大范围的残留矿柱失稳，甚至在房式采煤采空区产生矿内风暴等事故。
控制顶板冒落的深孔预裂爆破技术是一种防止大范围顶板来压事故的合适方法，能广泛应用于采矿中并且它在原位试验中表现良好。
根据浅煤层的区域条件，本篇论文采用圆柱孔扩张理论来计算三个爆生区——粉碎区、破裂区、弹性震动区；运用Ls-dyna3d软件建立一个展示高能爆破压力波影响下岩石压力和破碎变形变化情况的深孔预裂爆破模型。
模型的模拟结果揭示了控制顶板冒落的爆破机理并且能最优化爆破参数。
神东矿区应用预裂爆破技术后的现场观测表明，第一次顶板来压长度为17.4米，既没有发生液压支柱的铁结合现象，采煤工作面的形成中也没有产生大的顶板沉降，这表明深孔预裂法在控制顶板冒落中的应用达到了预期效果。
1.引言浅煤层广泛分布在中国西北地区的神东矿区。
神东矿区的浅煤层有三个特征：浅的埋藏深度、薄的基岩、厚大松散的上覆层；因此它的岩层结构和地压表现相对其他普通煤层来说具有一些特殊性[1~3]。
由于厚度大，抗拉强度高和低的上覆荷载，长壁面的第一次顶板来压相当猛烈。
来压的区域长度大多数情况下大于35米。
因此，顶板来压时容易发生诸如液压支架铁结合，煤壁裂缝透水，大范围的残留矿柱失稳，甚至在房式采煤采空区产生矿内风暴等各种各样的事故。
上述现象给浅煤层采矿的安全性带来了很大的威胁，所以我们必须采取有效的措施来避免这些灾难[4~8]。
改变顶板岩体的力学条件来弱化其强度是防止顶板来压的最主要的措施。
目前，最主要的控制方法是深孔爆破、对软岩注水和充填采空区[9,10]。
许多报道已经证明深孔爆破技术是放顶的有效措施并且已经在中国的矿山中取得了广泛的应用[11]。
+740m深孔预裂
＋720m综采面煤体超前预裂爆破安全技术措施为了促使工作面顶煤及其上部的高位煤体能够比较及时地破坏垮落，防止工作面后方采空区出现较大面积的悬顶现象，现根据要求，对工作面上部煤体施工钻孔，实施深孔爆破软化技术。
为提高回采率，加快推进速度，确保正常回采和爆破施工安全，特制定以下措施。
一、采区概况此采面是+720m水平分层的最后一个采面，采区上部为原生产井仓储式采空区，含水量较大，工作面开采前已进行专门的打孔探放水。
根据工作面巷道掘进揭露情况来看，煤层厚度在23m左右，倾角42°-44°左右，煤层水平切线长度30m左右，理论计算工作面长度约为25m。
工作面轨道运输巷和皮带运输巷设计分别基本沿煤层顶板和底板顺槽布置。
根据实际巷道掘进情况，底板侧的轨道运输巷有一些偏离煤层底板，顶板侧的皮带运输巷沿煤层顶板掘进，造成工作面长度有所减小。
工作面开切眼煤帮长度约为30m。
根据钻孔探查，工作面以西30m至上部垂直距离约为50～60m为实体煤，以外至二煤门上部垂直距离23m为原生产井仓储式采空区。
二、成立综采放顶技术领导小组：组长：刘孝贤副组长：海俊杰组员：张勇李春华王明程陈玉田才让组负责召开综采放顶技术方案有关会议及编制、审核和监督综采放顶实施工作。
副组长张智起负责综采放顶实施期间安全管理工作。
副组长刘孝贤负责抓好综采放顶各项工作施工进度，及有关管理制度的贯彻实施。
副组长王海军负责抓好综采放顶各项管理制度、安全技术措施及相关作业规程的编制，并贯彻实施过程中及时改进。
成员王龙协助副组长张智起工作，主要负责综采放顶实施期间安全管理工作。
成员海俊杰协助副组长王海军工作，负责综采放顶前测量工作和及时提供有关地质资料。
成员李春华协助副组长刘孝贤工作，具体负责深孔爆破实施工作。
成员王明程负责综采放顶所需机电设备的供应及安装维修工作，保证机电设备正常运行。
三、总体施工方案：1.超前预爆破距工作面30m。
煤体软化7组，前三组每组垂直煤层走向爆破7个眼，后4组每组垂直煤层走向爆破5个眼；切断眼1组垂直顶班爆破7个眼（附图）2.初次放顶超前于循环放顶放炮。