[发明专利]一种深煤层爆破注水用的封孔装置及其爆破注水的方法

说明书

本发明涉及一种深煤层爆破注水用的封孔装置，包括爆破机构和注水封孔器，爆破机构包括药仓和炸药，其中药仓为一字型圆筒结构；注水封孔器设置在煤层开孔处，利用注水封孔器对煤层开孔和爆破机构外部空间进行封堵，以保证爆破机构在封闭空间完全引爆。本发明将水力耦合爆破和煤层注水相结合，实现爆注一体化，简化作业流程、降低作业工序、降低工人作业强度，实现松爆后直接注水，达到煤层卸压、应力前移、煤体湿润、提高煤体塑性、降低产尘，解决现有深煤层爆破落煤作业中存在工人作业强度高，使用时不方便，封孔效果不好，封孔装置不能循环使用等技术问题，对现有技术来说，具有很好的市场前景和发展空间。

技术领域

本发明涉及深煤层爆破裂解技术领域，具体涉及一种用于深煤层爆破注水用的封孔装置。

背景技术

我国是当今世界上第一产煤大国，煤炭产量占世界的35%以上。我国也是世界煤炭消费量最大的国家，煤炭一直是我国的主要能源和重要原料，在一次能源生产和消费构成中煤炭始终占一半以上。我国的煤矿储量丰富，但是煤炭资源的地理分布极不平衡，适于露天开采的储量少，大部分煤炭资源位于地下深处几百米甚至几千米，导致采效率低，投资过大，建设周期长。因此绝大部分地下深矿井需要对深煤层进行爆破裂解落煤，再从井下通过管道向上输送。传统爆破落煤作业中，炮泥一般采用的是沙管、黄泥，虽然成本低廉，但是黄泥存在防尘效果不好，不能预防电火花，不卫生，不安全，需要从井上向下调运，使用时不方便等缺点；另一方面，由于深煤层质地紧密，爆破使用的炸药爆破力强，以往使用的封口处炮泥封口效果不好，在爆炸时向外崩出，导致爆破力减小，不利于深煤层裂解，一直困扰井下爆破落煤作业。

爆注一体化工艺是爆破采煤工艺中的一项主要工序，即利用爆注一体化专用设备，采取孔内注水封孔、炮后直接高压注水的方法，将松动爆破和高压注水结合为一体。爆注一体化实施工艺包括钻孔施工、装药、送药、封孔、爆破、炮后注水等步骤。

如何设计一种结构合理，设计巧妙，将水力耦合爆破和煤层注水相结合，实现爆注一体化，简化作业流程，降低作业工序，降低工人作业强度，实现松爆后直接注水，达到煤层卸压，应力前移，煤体湿润，提高煤体塑性，降低产尘的深煤层爆破注水用的封孔装置是目前需要解决的问题。

发明内容

为了解决现有深煤层爆破落煤作业中存在的封口黄泥防尘效果不好，不能预防电火花，需要从井上向下调运，工人作业强度高，使用时不方便，封孔效果不好，封孔装置不能循环使用等技术问题，本发明提供一种深煤层爆破注水用的封孔装置，来实现结构合理，设计巧妙，将水力耦合爆破和煤层注水相结合，实现爆注一体化，简化作业流程、降低作业工序、降低工人作业强度，实现松爆后直接注水，达到煤层卸压、应力前移、煤体湿润、提高煤体塑性、降低产尘的目的。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种深煤层爆破注水用的封孔装置，包括爆破煤层用的爆破机构和用于封住煤层开孔的注水封孔器，通过将爆破机构在注水封孔器构造的封闭空间引爆，实现深煤层的松动爆破，所述的爆破机构包括药仓和位于药仓内的炸药，其中药仓为一字型圆筒结构，药仓的前端为锥形，以利于伸入煤层开孔内，药仓的后段设置有圆柱状的尾杆，尾杆后方设置有送药器，送药器顶住尾杆以将药仓送入煤层开孔深处；所述注水封孔器设置在煤层开孔处，利用注水封孔器对煤层开孔和爆破机构外部空间进行封堵，以保证爆破机构在封闭空间完全引爆。

所述的注水封孔器包括出水口、橡胶体、橡胶体注水口、第一单向阀、煤层注水口、第二单向阀和高压胶管，通过第一单向阀控制橡胶体注水口注水，实现橡胶体膨胀对煤层开孔进行封孔；通过第二单向阀向煤层注水口注水，再由出水口渗入爆破后的煤层，实现煤层高压注水。

所述的尾杆的末端设置有安全索，以将发生哑炮的炸药牵引出来。

所述的药仓的材质为PVC管材。

所述的炸药为乳化炸药。

一种深煤层爆破注水用的封孔装置来深煤层爆破注水的方法，包括以下步骤：