[发明专利]一种用于坚硬煤层遗留煤柱的软化方法

说明书

本发明涉及一种用于坚硬煤层遗留煤柱的软化方法，包括根据需要软化坚硬煤层遗留的煤柱厚度及宽度参数，确定与之相对应的炮孔布置参数及水力割缝参数方案；确定炮孔布置方案后，施工人员沿着回采方向施工炮孔；向施工后的炮孔中安装煤矿许用乳化炸药，并选择黄土或水泥材料对炮孔未装药段进行封孔，封孔长度为4‑6m，距离自由面N3‑5m实施预裂爆破；根据预裂爆破后，在炮孔封孔段区域，再进行水力割缝，从而使未受爆破影响的封孔段区域煤体内产生裂隙，遗留煤柱得到软化；重复步骤对坚硬煤层遗留煤柱进行软化。采用浅孔预裂爆破，钻孔施工量小，爆破安全性高；对预裂爆破软化不理想的区域进行水力割缝，软化效果好，有利于安全高效回采。

技术领域

本发明涉及坚硬煤层软化技术领域，更具体的说是涉及一种用于坚硬煤层遗留煤柱的软化方法。

背景技术

煤层回采后，会遗留一部分煤柱，而这些坚硬煤层遗留煤柱的强度远远大于普通煤层，因而导致这部分煤柱难以回收。为了避免煤炭资源的浪费，需要最大程度的对坚硬煤柱进行回收。

因此，如何实现对坚硬煤层遗留煤柱进行软化是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于坚硬煤层遗留煤柱的软化方法，解决了现有技术中坚硬煤层遗留煤柱回采困难的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于坚硬煤层遗留煤柱的软化方法，包括以下步骤：

S1、根据需要软化坚硬煤层遗留的煤柱厚度及宽度参数，确定与之相对应的炮孔布置参数及水力割缝参数；

S2、确定S1中炮孔布置方案后，施工人员沿着回采方向施工炮孔；

S3、向S2中施工后的炮孔中安装煤矿许用乳化炸药，并选择黄土或水泥材料对炮孔未装药段进行封孔，封孔长度为4-6m，距离自由面N3-5m实施预裂爆破；

S4、根据S3预裂爆破后，在炮孔封孔段区域，再进行水力割缝，从而使未受爆破影响的封孔段区域煤体内产生裂隙，遗留煤柱得到软化；

S5、重复步骤S1-S4，对坚硬煤层遗留煤柱进行软化。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种用于坚硬煤层遗留煤柱的软化方法，通过确定布置炮孔和水力割缝的方案；施工人员沿着回采方向施工炮孔；向炮孔内装填炸药，实施预裂爆破；预裂爆破后，在软化效果不理想的炮孔封孔段区域进行水力割缝；坚硬煤柱软化后，进行回采作业。本发明将预裂爆破技术及水力割缝应用于坚硬煤层遗留煤柱的软化；采用浅孔预裂爆破，钻孔施工量小，爆破安全性高；对预裂爆破软化不理想的区域进行水力割缝，软化效果好，有利于安全高效回采。

优选地，S1中确定炮孔的排数根据煤层的厚度进行调整，随着煤层厚度的增加，增加炮孔的排数，每排炮孔有效软化范围在3-5m。

优选地，S1中炮孔布置参数包括：炮孔深度、炮孔直径、炮孔倾斜角度、封孔长度及炮孔间距。其中炮孔倾斜角度为炮孔轴线与煤柱的夹角。

优选地，S3中通过分析坚硬煤层的物理力学参数及采场布局特点，确定预裂爆破参数包括炸药种类，炮孔长度，炮孔直径，封孔长度及起爆方式。其中物理力学参数包括单轴抗压强度、弹性模量、剪切模量、内聚力、摩擦角、泊松比、瓦斯含量等，采场布局特点包括走向长壁、倾斜长壁、煤柱宽度等。

优选地，S2中施工人员通过操作钻机施工炮孔。

优选地，S4中水力割缝的水压及范围，根据坚硬煤柱的强度及厚度进行确定水压大小及割缝半径。