专利名称：深孔控制卸压爆破防突技术、工艺与装备的制作方法
技术领域：
本发明属于防治煤与瓦斯突出技术、工艺与装备。
目前，国内外突出煤层掘进的局部防突措施大致都差不多，在国外如苏联、波兰、西德、日本等国均采用大小直径超前排放钻孔、松动爆破、水力冲孔等措施。在波兰、捷克常用的有大小直径超前排放钻孔平均月进度为50～60m，最高月进度达到72m。在苏联顿巴斯煤田，采用了专门的防突措施，普通掘进机掘进平巷，其月进度不超过60～70m。在国内，现主要采用大直径超前排放钻孔、煤体内预抽或边掘边抽、松动爆破、水力冲孔几种措施。大直径超前排放钻孔，由于孔径为200～300mm，卸压及排放瓦斯效果较好，但由于孔径大，在打钻过程中，曾多次发生突出事故;同时孔径大，打钻速度慢，并且需要远距离操作，掘进速度仅为40～50m/月，影响掘进速度的提高。煤体内预抽或边掘边抽，只有抽出煤体内20%以上的瓦斯，对防突才具有较大作用，但由于突出煤层透气性低，抽放时间长，影响掘进速度的提高。松动爆破，它的特点是工艺简单、措施费用低、不需特殊设备、工人容易掌握，近年来使用这种措施的矿井愈来愈多，但它的缺点是(1).措施有效进尺小、重复次数多、影响掘进速度;(2).由于孔深存在管道效应，易造成炸药爆燃，是一个很大的安全隐患;(3).已松动的5m超前距，由于受到第二次松动爆破的影响，易重新造成应力集中，根据近十年36次由爆破诱导突出事故统计，其中有25次是掘进5m超前距时放小炮突出占70%。水力冲孔，由于孔洞大，卸压效果好，对防突有较大作用，但在梅田、南桐也发生过突出，并且造成了死亡事故。同时由于其设备复杂、工艺繁琐、煤与水需分离处理，大大地限制了它的推广应用。
本发明的目的是提供一种在具有严重煤与瓦斯突出危险的煤层中，爆破掘进巷道，能够有效地防止突出并使月进度达到80～100m的防治煤与瓦斯突出的局部措施技术、工艺及配套装备。
本发明的要点在于应用控制爆破技术，在掘进工作面正前煤体中，制造一个深20～25m、直径1m以上的具有很大空隙的破碎圈带及其以外的松动圈带，实现了空间上、时间上的超前防护作用。该技术措施防突效果显著、见效快、一次有效长度大、措施重复次数少，因此可以大大提高掘进速度。
实现上述技术的工艺与配套设备包括(1).采用研制的组合式可调钻架、三级变径式导向钻头、二级同径式导向钻头进行打钻;(2).采用压风装药器与抗静电阻燃塑料管配合，在煤与瓦斯突出煤层中进行深孔连续偶合装药;(3).采用研制的喷泥罐与抗静电阻燃塑料管配合的压风喷泥技术进行封孔。
本发明与现有局部防突措施相比，具有防突效果显著-百米措施有效率为100%;见效快-措施后4～8小时即可掘进;一次有效长度大-20～25m，比松动爆破提高4～5倍，比排放钻孔提高2～2.5倍;掘进速度快-最高月进度95.2m，比其他措施月进度60～70m提高36～58.7%;措施费用低-比超前排放钻孔、超前排放钻孔与边掘边抽相结合降低13.1～28.4%;工艺简单易掌握;应用范围广，适合f为0.3以上所有突出煤层。我国统配煤矿有70多对突出矿井适合推广本发明技术，推广后将对改变突出矿井采掘接替紧张局面，提高生产能力，改善安全生产状况直到十分积极的作用，取得显著的社会效益;经济上，仅掘进费用一项每年即可节约3000万元以上，其经济效益也是十分可观的。
附
图1为组合式可调钻架另件图，图中1为移溜器，2为活动槽钢，3为钻机导轨，4为横杠。附图2为组合式可调钻架装配图。图3为导向钻头示意图，图中a为三级变径式导向钻头，b为二级同径式导向钻头。附图4为压风喷泥罐示意图。附图5为压风装药器示意图。附图6为布孔方案示意图。
下面就本发明的具体实施方案加以说明1.布孔，在掘进工作面布置直径为100～150mm的空孔作为控制孔，直径为40～50mm的装药孔为爆破孔，孔深均为20～30m。孔径、孔数、孔间距可视煤层条件作适当调整，以能够形成破碎圈带与松动圈带为原则。2.打孔，采用3KW岩石电钻、组合式可调钻架进行打孔，打控制孔时用三级变径式导向钻头，打爆破孔时用二级同径式导向钻头。3.装药，采用压风装药器与抗静电阻燃塑料管配合，进行深孔连续偶合装药。先将导爆索送入孔底，调好装药器压力0.3～0.4Mpa，炸药装入装药器，封好顶盖，打开输药阀门，约6秒时往外拉输药管，摇动搅拌浆，直到药装完为止关闭输药阀门。装药密度为0.95～1.05g/cm3。然后用木质炮棍将两个起爆药包分次送入孔内，其它孔相同处理。4.封孔，采用压风喷泥技术进行封孔，以粉状发潮的黄土作为封孔材料，装入罐内，封好压盖，接通压风，将输泥管送入孔内，打开压风阀门，同时拔管直到封孔完毕。5.连线放炮，连线前用导通表导试所有雷管脚线，认为无问题后进行连线，孔内雷管并联，孔间雷管串联，接入母线，再进行导通检查，认为一切正常，撤入至两道反向风门以外拉炮。
权利要求
1.一种防治煤与瓦斯突出的局部技术措施，其特征在于利用控制爆破技术，设计了由控制孔和爆破孔组成的爆破方案，在掘进工作面正前煤体中制造一个长为20～25m、直径在1m以上，具有很大空隙的破碎圈带及其以外的松动圈带，实现了空间上、时间上的超前防护作用。
2.一种用于权利要求1所述技术措施实施的工艺，其特征在于采用组合式可调钻架、三级变径式、二级同径式导向钻头进行打孔，采用压风装药器与抗静电阻燃塑料管配合在高瓦斯煤层中进行深孔连续偶合装药，采用压风喷泥技术封孔。
3.一种用于权利要求1～2所述工艺的导向钻头，其特征在于钻头由3个不同直径的钻头间隔一定间距组合而成[图3中a]及在原有小钻头后面的钻杆表面上，沿钻杆轴向间隔一定角度加焊一根适当长度的钢筋，所形成的外径与原有小钻头直径相同[图3中b]。
4.一种用于权利要求1～2所述工艺的组合式可调钻架，其特征在于该钻架由四个加焊槽钢的移溜器、两个横杠、一个导轨组成，两根横杠可以在槽钢的活动槽内上下移动，来调节钻孔的仰俯角度或上下不同孔位，横杠上有按一定间距排列的固定钻机导轨用的孔，可以通过选择不同固定孔来调节钻孔的左右偏角度或左右不同孔位，横杠是用螺丝固定在槽钢上，拆装简便。
全文摘要
本发明提供一种在具有严重煤与瓦斯突出危险的煤层中，爆破掘进巷道，能够有效地防止突出并使月进度达到80～100m的防治煤与瓦斯突出的局部措施技术、工艺及配套装备。其要点在于应用控制爆破技术，在掘进工作面正前煤体中，制造一个深20～25m、直径1m以上的具有很大空隙的破碎圈带及其以外的松动圈带，实现了空间上、时间上的超前防护作用。该技术具有防突效果显著、见效快、一次有效长度大、工艺简单等优点，可以大大提高掘进速度。
文档编号E21D9/00GK1055036SQ91100058
公开日1991年10月2日 申请日期1990年12月28日 优先权日1990年12月28日
发明者邢昭芳, 阎永利, 刘志忠, 李会良 申请人:煤炭科学研究总院抚顺分院