一种地面钻孔预裂爆破浅埋房式采空区顶板的方法与流程

本发明涉及一种地面钻孔预裂爆破浅埋房式采空区顶板的方法，尤其适用于浅埋房式采空区下近距离煤层长壁开采顶板灾害防治。

背景技术：

神东煤田煤层埋藏浅、地质条件简单，在进行大规模开发之前多采用房式或刀柱式开采，该方法通过留下煤柱支撑顶板。随着煤炭资源不断被开发利用，很多矿井第一层主采煤层资源逐渐枯竭，陆续进入第二层主采煤层开采，由于层间距较小，形成了近距离煤层开采，部分矿井第一层主采煤层采空区遗留有集中煤柱、房采残留煤柱等，造成下层煤综采工作面通过该区域时发生多起大范围切顶压架事故，支架立柱瞬间大幅下缩、大部分支架被压死、损坏等剧烈的动压现象，给矿井的安全高效生产造成了严重的影响。该发明旨在提供一种地面钻孔预裂爆破顶板防止浅埋煤层房式采空区下煤层长壁工作面顶板灾害的防治方法，能够有效地防止基本顶大面积垮落而导致的动力冲击灾害、顶板切冒与液压支架压死事故，且该方法实施工艺简单、经济效果显著，拥有很高的推广应用价值。

技术实现要素：

技术问题：本发明的目的是提供一种地面钻孔预裂爆破浅埋房式采空区顶板的方法，通过采用地面钻孔预裂爆破技术实现顶板超前垮落，防止顶板大面积来压、顶板切冒及液压支架压死等灾害。

技术方案：包括以下步骤：

a、超前工作面20m左右平行工作面（7）布置一排钻孔（8），钻孔间距e以形成贯通的裂缝和破坏区并实现顶板超前破裂垮断所需最小距离为设置依据，一般取值为10m左右，钻孔与基本顶底部间留底段a为2m左右，防止穿透基本顶；

b、在钻孔中按照设计预裂顶板范围放置聚能管(15)，聚能管聚能槽开口方向平行于工作面（7）方向；

c、进行钻孔填装炸药（11）、放置雷管（12）、填装炮泥（13）、连接引线（14），准备就绪后，使用起爆器按照一定时间间隔进行顺序起爆；

d、起爆完成后，排除哑炮危险，并使用钻孔窥视仪对钻孔预裂效果进行评估，对爆破不合格的钻孔进行补钻、补爆；

e、钻孔布置形式为三花布置，其错距g一般为钻孔间距e的一半，排距f一般为15m左右，与正常情况下顶板周期来压步距相当；

f、对钻孔实施装药爆破，其过程如下：

（1）在地面设计位置使用钻井车施工钻孔，在钻孔附近进行炸药制备和炮泥准备；

（2）将聚能管放入钻孔，聚能管聚能槽开口方向为预裂方向；

（3）将制备好的炸药放入钻孔中，达到指定高度后放置雷管；

（4）放入雷管后，使用炮泥填塞炸药上部空间，将雷管引线接在起爆器上；

（5）人员和设备退到安全距离以外后，按照设计时间间隔起爆炸药。

有益效果：在地面钻孔预裂爆破浅埋房式采空区顶板，平行工作面布置一排钻孔，钻孔间形成贯通的裂缝和破坏区并实现顶板超前破裂垮断。残留煤柱超前工作面破坏，可防止煤柱集中应力对下方工作面的影响。该方法可有效防止顶板大面积来压、顶板切冒与液压支架压死等灾害，实现浅埋房式采空区下煤层安全高效开采，此外，该方法也适用于浅埋长壁采空区集中煤柱下煤层开采。该方法实施工艺简单、安全、高效，具有广泛的实用性。

附图说明：

图1是本发明的地面钻孔预裂爆破浅埋房式采空区顶板平面布置示意图；

图2是本发明的地面钻孔预裂爆破浅埋房式采空区顶板A-A剖面图；

图3是本发明钻孔装药结构图；

图中：1—煤层底板，2—开采煤层，3—直接顶，4—房式煤柱，5—基本顶，6—采空区，7—工作面，8—钻孔，9—装药段，10—填塞段，11—炸药，12—雷管，13—炮泥，14—引线，a—留底段，b—装药段，c—填塞段，d—超前距，e—钻孔间距，f—钻孔排距，g—错距。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

在图1、图2中，煤层底板（1）也可称为直接底；开采煤层（2）采用综合机械化采煤方法开采；直接顶（3）介于开采煤层（2）与上方的房式采空区之间；房式煤柱（4）是上方煤层采用房式采煤方法开采后形成的房式采空区遗留煤柱；基本顶（5）即老顶；采空区（6）为综采工作面采煤后直接顶垮落所形成的区域；工作面（7）内有综合机械化采煤所需要的各种机械设备和器材。本发明的地面钻孔预裂爆破浅埋房式采空区顶板方法，具体步骤如下：

a、超前工作面20m左右平行工作面（7）布置一排钻孔（8），钻孔间距e以形成贯通的裂缝和破坏区并实现顶板超前破裂垮断所需最小距离为设置依据，一般取值为10m左右，钻孔与基本顶底部间留底段a为2m左右，防止穿透基本顶；

b、在钻孔中按照设计预裂顶板范围放置聚能管(15)，聚能管聚能槽开口方向平行于工作面（7）方向；

c、进行钻孔填装炸药（11）、放置雷管（12）、填装炮泥（13）、连接引线（14），准备就绪后，使用起爆器按照一定时间间隔进行顺序起爆；

d、起爆完成后，排除哑炮危险，并使用钻孔窥视仪对钻孔预裂效果进行评估，对爆破不合格的钻孔进行补钻、补爆；

e、钻孔布置形式为三花布置，其错距g一般为钻孔间距e的一半，排距f一般为15m左右，与正常情况下顶板周期来压步距相当；

f、对钻孔实施装药爆破，其过程如下：

（1）在地面设计位置使用钻井车施工钻孔，在钻孔附近进行炸药制备和炮泥准备；

（2）将聚能管放入钻孔，聚能管聚能槽开口方向为预裂方向；

（3）将制备好的炸药放入钻孔中，达到指定高度后放置雷管；

（4）放入雷管后，使用炮泥填塞炸药上部空间，将雷管引线接在起爆器上；

（5）人员和设备退到安全距离以外后，按照设计时间间隔起爆炸药。