一種利用爆破防治煤與瓦斯突出的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤與瓦斯突出的防治方法，具體涉及一種利用爆破防治煤與瓦斯突出的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在井下采掘過程中，煤與巖石常常一瞬間被從煤體中拋出，并伴隨噴出大量瓦斯，該種現(xiàn)象稱為煤與瓦斯突出，簡稱為〃突出〃。煤與瓦斯突出事故不僅會造成采掘工作面和通風(fēng)系統(tǒng)的破壞，同時(shí)大量煤與瓦斯以極快的速度噴出，還可能會充塞巷道，造成人員窒息和瓦斯爆炸，危及井下作業(yè)人員的生命安全。因此，如何有效防治煤與瓦斯突出，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，防治煤與瓦斯突出的方法主要有:開采解放層、震動放炮、瓦斯抽放、水力沖孔、金屬骨架支護(hù)、煤層注水、采用不同直徑的超前鉆孔和攔擋等。其中，開采解放層是最有效的常用措施。開采解放層是指:在多煤層礦井中，首先開采無瓦斯突出的煤層或突出危險(xiǎn)性較小的煤層，釋放瓦斯含量較高突出危險(xiǎn)性較大鄰近煤層中的瓦斯，借此消除鄰近煤層瓦斯突出的危險(xiǎn)。其中，首先開采的危險(xiǎn)性較小的煤層稱為保護(hù)層或解放層；后開采的煤層為被保護(hù)層或被解放層。一般情況下，解放層的解放范圍(解放層與被解放層的垂距)不超過80米。
[0004]開采解放層的方法主要具有以下局限性:⑴解放層的解放范圍有限；(2)僅適用于相鄰煤層之間危險(xiǎn)性差異較大的特定煤層，使用范圍具有一定的局限性；(3)具有施工成本高、施工不方便的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種利用爆破防治煤與瓦斯突出的方法，用以解決上述問題。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本發(fā)明提供一種利用爆破防治煤與瓦斯突出的方法，包括以下步驟:
[0008]S1，確定具有瓦斯突出傾向的煤體位置坐標(biāo)，得到需要被防治的特定區(qū)域煤體；
[0009]S2，在所述特定區(qū)域煤體內(nèi)鉆孔；
[0010]S3，導(dǎo)管壁上開設(shè)有至少一個(gè)用于引導(dǎo)爆炸能量傳播方向的引導(dǎo)孔；在導(dǎo)管內(nèi)壁的底端，按自底向上順序安裝至少一個(gè)內(nèi)部已安裝有起爆裝置的藥包；并且，引導(dǎo)孔與其中的藥包位于導(dǎo)管同一部位，以利于形成定向裂隙；各藥包的起爆裝置通過導(dǎo)線串聯(lián)后，將導(dǎo)線引出到導(dǎo)管外部，再在導(dǎo)管口位置堵塞水炮泥；
[0011]S4，向鉆孔內(nèi)注水至孔口 ；然后將已固定好藥包和水炮泥的導(dǎo)管緩慢、平穩(wěn)地插入已注滿水的鉆孔內(nèi)；
[0012]或者，首先將已固定好藥包和水炮泥的導(dǎo)管緩慢、平穩(wěn)地插入空鉆孔內(nèi)；然后再向空鉆孔內(nèi)注滿水；
[0013]S5，將引出到導(dǎo)管外部的導(dǎo)線接入發(fā)爆器，啟動發(fā)爆器，引爆導(dǎo)管內(nèi)的各個(gè)藥包，各個(gè)藥包爆炸，利用藥包爆破能量和破壞、地震效應(yīng)，在引導(dǎo)孔的引導(dǎo)作用下，在特定區(qū)域煤體內(nèi)按一定延伸方向產(chǎn)生裂隙，進(jìn)而形成抽瓦斯通道；導(dǎo)管頂端開口壁完整無損；
[0014]S6，若爆破導(dǎo)致導(dǎo)管沖出鉆孔，將其重新插進(jìn)鉆孔復(fù)位，將抽氣設(shè)備的進(jìn)氣口與導(dǎo)管頂端開口通過管路連通；定期啟動該抽氣設(shè)備，通過抽瓦斯通道向外部抽取瓦斯，降低瓦斯突出風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]優(yōu)選的，S1具體為:通過查閱地質(zhì)資料，結(jié)合采礦和掘進(jìn)現(xiàn)場，確定采煤面或者掘進(jìn)面的地應(yīng)力變化情況，最終確定具有瓦斯突出傾向的煤體位置坐標(biāo)。
[0016]優(yōu)選的，S2具體為:
[0017]在老頂來壓之前、地應(yīng)力尚未加大時(shí)，提前在特定區(qū)域煤體內(nèi)鉆孔；并且，鉆孔時(shí)，利用所采煤層上下順槽或者準(zhǔn)備巷道鉆孔。
[0018]優(yōu)選的，S3中，所述導(dǎo)管采用鋼塑管或者塑料管。
[0019]優(yōu)選的，S3中，沿導(dǎo)管軸向方向，每隔預(yù)設(shè)距離開設(shè)一組平行的引導(dǎo)孔集；每一個(gè)引導(dǎo)孔集包括四個(gè)位于同一導(dǎo)管截面的引導(dǎo)孔，該四個(gè)引導(dǎo)孔均勻開設(shè)在導(dǎo)管周向方向，分別為第1引導(dǎo)孔、第2引導(dǎo)孔、第3引導(dǎo)孔和第4引導(dǎo)孔；并且，第1引導(dǎo)孔和第2引導(dǎo)孔的連線為垂直方向，第3引導(dǎo)孔和第4引導(dǎo)孔的連線為水平方向。
[0020]優(yōu)選的，S3具體為:
[0021]導(dǎo)管長度為10-20米，在導(dǎo)管底部7米內(nèi)，自導(dǎo)管底端向上，每隔100厘米開設(shè)一組平行的引導(dǎo)孔集，共開設(shè)4組平行的引導(dǎo)孔集；每一組平行的引導(dǎo)孔集包括6個(gè)引導(dǎo)孔集，相鄰引導(dǎo)孔集之間的軸向距離為20厘米；每一個(gè)引導(dǎo)孔的直徑為6?8毫米；
[0022]在每一組平行的引導(dǎo)孔集的導(dǎo)管內(nèi)壁位置，均固定一個(gè)藥包。
[0023]優(yōu)選的，設(shè)鉆孔直徑為d#導(dǎo)管的管徑為de，則滿足以下關(guān)系式:
[0024]d,占-d管彡20毫米。
[0025]優(yōu)選的，導(dǎo)管的頂端開口處用水炮泥堵塞的長度為100厘米。
[0026]優(yōu)選的，S5中，啟動發(fā)爆器，引爆導(dǎo)管內(nèi)的各個(gè)藥包，各個(gè)藥包爆炸具體為:
[0027]各起爆裝置通電，各個(gè)藥包同時(shí)爆炸；或者
[0028]每一個(gè)起爆裝置內(nèi)還嵌入已設(shè)定延時(shí)時(shí)間的延時(shí)裝置；
[0029]同時(shí)向各起爆裝置通電，基于延時(shí)裝置的延時(shí)作用，使各藥包按照自管底向上的順序反向起爆。
[0030]優(yōu)選的，S5中，所述起爆裝置為毫秒瞬發(fā)電雷管；采用電起爆方式起爆。
[0031]本發(fā)明提供的利用爆破防治煤與瓦斯突出的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0032](1)充分利用已有的巷道和設(shè)備，利用地應(yīng)力在時(shí)間、空間的變化規(guī)律，在地應(yīng)力沒有變大前，鉆眼、爆破和抽氣，減低瓦斯突出風(fēng)險(xiǎn)；具有施工方便、經(jīng)濟(jì)成本低的優(yōu)點(diǎn)；
[0033](2)通過在導(dǎo)管開設(shè)弓丨導(dǎo)孔，可以引導(dǎo)爆炸能量傳播方向，形成所需方向的煤體裂隙，由于引導(dǎo)孔的能量匯聚作用，進(jìn)一步提高了裂隙產(chǎn)生的深度，提高爆破質(zhì)量；
[0034](3)只需一次爆破形成瓦斯抽取通道，后續(xù)過程中，只需定時(shí)抽取瓦斯即可，進(jìn)一步簡化了施工程序，提高了該工藝的實(shí)用性；
[0035](4)抽出的瓦斯可送入瓦斯罐，或直接供給城市、工廠作為工業(yè)、民用燃料和化工原料，增加能源、減低溫室氣體排放；
[0036](5)具有適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0037]圖1為煤體周圍順槽和鉆孔布置圖；
[0038]圖2為導(dǎo)管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3為圖2中C區(qū)域的局部放大圖；
[0040]圖4為圖1沿A-A的截面圖；
[0041]圖5為固定藥包后導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖6為抽取瓦斯系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0044]本發(fā)明提供一種利用爆破防治煤與瓦斯突出的方法，通過頂板來壓前，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)較低的時(shí)間段，進(jìn)行鉆孔、注水、安裝導(dǎo)管和安裝起爆裝置，對煤體引爆后形成瓦斯抽排通道，通過不斷抽取瓦斯，降低瓦斯壓力，減少瓦斯突出危險(xiǎn)，從而提高作業(yè)人員安全性。
[0045]具體包括以下步驟:
[0046]S1，確定具有瓦斯突出傾向的煤體位置坐標(biāo)，得到需要被防治的特定區(qū)域煤體；
[0047]本步驟具體為:通過查閱地質(zhì)資料，結(jié)合采礦和掘進(jìn)現(xiàn)場，確定采煤面或者掘進(jìn)面的地應(yīng)力變化情況，最終確定具有瓦斯突出傾向的煤體位置坐標(biāo)。
[0048]S2，在所述特定區(qū)域煤體內(nèi)鉆孔；
[0049]本步驟具體為:在老頂來壓之前、地應(yīng)力尚未加大時(shí)，提前在特定區(qū)域煤體內(nèi)鉆孔；并且，鉆孔時(shí)，利用所采煤層上下順槽或者準(zhǔn)備巷道鉆孔，鉆孔的參數(shù)，例如直徑、眼深、傾角等，根據(jù)采區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備型號、配置等確定。
[0050]如圖1所示，為煤體周圍順槽和鉆孔布置圖；其中，1-第1工作面；2_運(yùn)輸順槽；3_回風(fēng)順槽；4-配巷；5-聯(lián)絡(luò)巷；6-回風(fēng)巷；7-皮帶巷；8-鉆孔；10-第2工作面。圖1中箭頭方向即為作業(yè)時(shí)的鉆孔施工方向。由此可見，本發(fā)明在鉆孔時(shí)，充分利用已有的巷道和設(shè)備，具有鉆孔施工簡單方便的優(yōu)點(diǎn)。圖1中共開設(shè)有四條鉆孔，通過后續(xù)步驟，通過四條鉆孔形成四條瓦斯抽取通道，然后開動抽氣設(shè)備抽出瓦斯，降低瓦斯?jié)舛龋瑥亩ＷC在第2工作面采煤作業(yè)時(shí)的安全性。
[0051]S3，導(dǎo)管壁上開設(shè)有至少一個(gè)用于引導(dǎo)爆炸能量傳播方向的引導(dǎo)孔；引導(dǎo)孔實(shí)質(zhì)為一種聚能結(jié)構(gòu)。在導(dǎo)管內(nèi)壁的底端，按自底向上順序安裝至少一個(gè)內(nèi)部已安裝有起爆裝置的藥包；并且，引導(dǎo)孔與其中一個(gè)藥包位于導(dǎo)管同一部位，以利于形成定向裂隙；各藥包的起爆裝置通過導(dǎo)線串聯(lián)后，將導(dǎo)線引出到導(dǎo)管外部，再在導(dǎo)管口位置堵塞水炮泥；
[0052]如圖5所示，為固定藥包后導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，52為藥包,51為串聯(lián)各藥包的起爆裝置的導(dǎo)線，也可稱為起爆網(wǎng)絡(luò)。
[0053]其中，導(dǎo)管的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)根據(jù)現(xiàn)場情況確定，可以采用鋼塑管或者塑料管，具有重量輕、便于安裝的優(yōu)點(diǎn)。
[0054]藥包和藥量等參數(shù)，按照實(shí)際具體情況確定。
[0055]引導(dǎo)孔優(yōu)選采用以下布設(shè)方式:沿導(dǎo)管軸向方向，每隔預(yù)設(shè)距離開設(shè)一組平行的引導(dǎo)孔集；每一個(gè)引導(dǎo)孔集包括四個(gè)位于同一導(dǎo)管截面的引導(dǎo)孔，該四個(gè)引導(dǎo)孔均勻開設(shè)在導(dǎo)管周向方向，可參考圖4，分別為第1引導(dǎo)孔、第2引導(dǎo)孔、第3引導(dǎo)孔和第4引導(dǎo)孔；并且，