[发明专利]一种深孔分段爆破切缝控制顶板整体垮落法

权利要求书

1.一种深孔分段爆破切缝控制顶板整体垮落法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，确定所采煤层顶板中老顶的位置，老顶为煤层上方厚且坚硬不易随采垮落的岩层，当老顶大面积悬顶时易导致工作面压力急剧增加，液压支架压死，爆破切顶高度H为老顶岩层顶部距巷道顶板的距离；

第二步，深孔爆破中，分为装药段和封孔段，装药段的垂直高度为煤层顶板中老顶岩层的厚度H₁，深孔爆破中封孔段的垂直高度H₂为切顶高度与装药段的垂直高度之差，即H₂=H-H₁；

第三步，确定需要深孔分段爆破切缝控制顶板整体垮落的长度L，L为爆破控制顶板垮落的长度；

第四步，根据老顶岩层单轴抗压强度确定分段爆破切缝控制顶板整体垮落时相邻深孔爆破钻孔的间距L₁；

第五步，设计从待爆破区域一端起2~3倍的L₁处布置第一个深孔爆破钻孔，距另一端头2~3倍的L₁处布置最后一个深孔爆破钻孔；

第六步，每5个深孔爆破钻孔为一段，其中每一段中间的第3个深孔爆破钻孔为备用钻孔，用作引导爆破切缝方向；

第七步，计算相邻两段深孔爆破钻孔的段间距L₂，，其中，H₁为老顶岩层厚度，R_t为老顶岩层抗拉强度，σ_c为爆破孔装药段中心所产生的径向应力；

，其中，ρ₀为炸药密度，D_v为炸药爆速，K为装药不耦合系数，lc为装药轴向系数，n为压力增大系数，a为载荷传播衰减指数；，μ为岩层泊松比；

第八步，具备爆破作业条件时，在待爆破区域顶板向岩层垮落空间方向以72°仰角布置若干深孔爆破钻孔，深孔爆破钻孔深度为h=H/sin72°，孔径为φ=94mm，并按照打孔的先后顺序进行钻孔编号；

第九步，深孔爆破钻孔打设完成后，对作业点前后80m范围巷道进行洒水降尘，随后每一段内的4个爆破钻孔装填炸药；

第十步，计算深孔爆破钻孔中针对的老顶岩层装药段长度为h₁=H₁/sin72°，封孔段长度为h₂=H₂/sin72°；

第十一步，采用不耦合装药方式向深孔爆破孔内装填炸药，径向装药不耦合系数为94/63=1.49；装第一卷炸药时，两根导爆索经第一卷炸药端头向炸药内弯折，插入至药卷内25cm，并用胶带对第一卷炸药端头的导爆索进行固定后送入孔底，随后依次将其他药卷装入爆破钻孔内，装药长度达到装药段长度h₁后进行封孔作业，以同样的方式将封孔炮泥填满封孔段；

第十二步，每一个深孔爆破钻孔内的两根导爆索均采用煤矿许用电雷管起爆，即采用双雷管、双导爆索引爆，2个雷管在孔外采用并联连接，放炮线绝缘，并且悬空吊挂；

第十三步，将每一段中的4个深孔爆破钻孔中悬挂的放炮线进行串联，每一段中的一茬炮联线采用“单孔并联，四孔串联”的方式进行，对工作地点的支护、瓦斯、通风情况进行检查确保安全后对作业点80m范围内巷道再次进行洒水降尘，方可放炮；

第十四步，使用煤矿许用放炮器，采用正向起爆，每次起爆一个爆破段内的炮孔，分N次依次起爆N个深孔爆破段，待上一次爆破所产生炮烟吹散后对支护、瓦斯、通风情况再次检查确保安全并冲洗作业地点前后80m范围的煤尘，方可进行下一次放炮；

第十五步，所有装药炮孔爆破完毕，待炮烟完全吹散，检查确认无拒爆，等炮烟排净后，进入支架下方，检查通风、瓦斯、支护及顶板情况，并在已爆破区挂金属网；

第十六步，待深孔分段爆破作业完成至少一个班后，方可进行生产作业。

2.根据权利要求1所述的一种深孔分段爆破切缝控制顶板整体垮落法，其特征在于：第四步中所述老顶岩层单轴抗压强度为80MPa以上时，分段爆破切缝控制顶板整体垮落时相邻深孔爆破钻孔的间距L₁为6m；老顶岩层单轴抗压强度为60~80MPa时，分段爆破切缝控制顶板整体垮落时相邻深孔爆破钻孔的间距L₁为5m；老顶岩层单轴抗压强度小于60MPa时，分段爆破切缝控制顶板整体垮落时相邻深孔爆破钻孔的间距L₁为4m。

3.根据权利要求1所述的一种深孔分段爆破切缝控制顶板整体垮落法，其特征在于：所述深孔爆破钻孔位于同一直线。