[实用新型]一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构

说明书

本实用新型公开一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，包括煤岩体，在所述煤岩体工作面前方每隔一段距离向回采侧煤帮开出一个钻场，自钻场内向顶板施工多个预裂孔；在所述煤岩体工作面上布置多个爆破孔，在爆破孔内放置爆破装药，在爆破装药内放置电雷管，并使用炮泥和水炮泥封堵爆破孔，电雷管的电雷管脚线延伸至爆破孔外。本实用新型通过向煤岩体的岩层中打预裂孔和爆破孔，根据保护层岩层的不同情况，合理布置预裂爆破钻孔位置，采用安全装药技术，安全装药封孔形式，进行深孔预裂爆破，使完整的岩石破裂，为快速掘进薄煤线近全岩工作面打好基础。

技术领域

本实用新型属于爆破、采矿及岩土工程领域，具体涉及一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构。

背景技术

煤炭在我国能源结构中占比60％以上，虽然这个比例在逐年下降，但到2020 年这个比例仍将高于50％。，我国主要能源消耗在未来一段时间内仍长期依赖于煤炭资源。随着浅部煤炭枯竭，对煤炭的开采逐步走向深部化。随着开采深度的增加受深部岩体赋存环境影响，地质条件的复杂性增大，煤岩体在深部“高地应力、高地温、高瓦斯”赋存环境下，其本真物理力学属性、采动力学行为以及采动响应特征等与浅部煤层存在显著差异,煤层群开采条件煤层瓦斯压力、瓦斯含量、绝对瓦斯涌出量较浅部煤层大，且煤层透气性进一步降低导致原作为保护层开采的无突出危险煤层或突出危险性较小的煤层升级为突出煤层或强突出煤层，可供选择的煤层保护层越来越少，首采煤层难以选择、区域性瓦斯治理难度极大，传统煤层保护层开采方式遭到巨大挑战，此迫切需要寻求一种解决此类开采条件下区域性瓦斯治理难题的技术措施，并探索相关机理。

目前国内外对0.25m以下煤层及普氏系数7～9的岩石采主要用炮采工艺或刨煤机开采，综合机械化开采技术尚无成熟经验。近距离极薄保护层开采具有以下难点：(1)工作面由极薄煤层及厚岩层共同构成，近似于开采一个全岩保护层； (2)极薄煤层工作面采高1.8m左右，岩层厚度占开采厚度比例70％及以上，且岩层强度较高。

在近距离极薄保护层工作面夹矸厚度极大，工作面中岩层厚度大于0.8m的占整个保护层绝大部分，岩层的普氏硬度系数f在7～9之间，强度较高的情况下，保护层工作面开采难度大，难以采用传统综采直接开采。

实用新型内容

针对上述现有技术中的不足，本发明针对在近距离极薄保护层工作面夹矸厚度极大，工作面中岩层厚度大于0.6m，岩层的普氏硬度系数f在7～9之间的极薄煤层开采提供一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，通过向岩层中打预裂孔和爆破孔，进行深孔预裂爆破，使完整的岩石破裂，再采用综采设备截割，实现薄煤线近全岩工作面的开采。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种近全岩保护层煤岩混采深孔预裂爆破结构，包括煤岩体，在所述煤岩体工作面前方每隔一段距离向回采侧煤帮开出一个钻场，自钻场内向顶板施工多个预裂孔；在所述煤岩体工作面上布置多个爆破孔，在爆破孔内放置爆破装药，在爆破装药内放置电雷管，并使用炮泥和水炮泥封堵爆破孔，电雷管的电雷管脚线延伸至爆破孔外。

进一步地，所述预裂孔的数量以及每个预裂孔的仰角α和水平角β根据卸压高度与长度而布置和确定，预裂孔的仰角α逐渐增加。

优选的，所述预裂孔的仰角α增加的幅度不断扩大。

进一步地，所述预裂孔分为两组，每组预裂孔具有不同的水平角β，在倾向上呈现为双面扇形布孔。

优选的，第一组预裂孔的水平角范围为30°-60°，第二组预裂孔的水平角范围为45°-75°。

优选的，当工作面矸石厚度在0.6～0.8m时，工作面坚硬岩段厚度≤0.8m时，爆破孔呈单排孔布置，沿坚硬岩段中间，距底板≥0.5m，爆破孔水平间距为0.5～ 0.7m，仰角不大于10°，孔深1.2～1.5m。