[发明专利]用于向上炮孔向下水流量大的超深爆破孔封堵装置及方法

说明书

本发明公开用于向上炮孔向下水流量大的超深爆破孔封堵装置及方法，包括注浆组件，岩体上开设有若干超深爆破孔，每个超深爆破孔内均安装有封孔组件，注浆组件分别与若干封孔组件相连通，每个超深爆破孔内均固定有泄水部，泄水部一端贯穿封孔组件且位于超深爆破孔内，泄水部另一端位于超深爆破孔外侧；方法包括步骤一：确认钻孔内装药完毕；步骤二：冲洗装置并试运行；步骤三：准备浆液步骤四：预裂孔注浆；步骤五：注浆完成后对装置进行清洗；步骤六：撤离人员，准备爆破；进行人员的撤离，拉起安全警示线，等待时间为1h，进行放炮工作。本发明结构简单操作便捷，能够应对西部地区煤层特点对超深爆破孔进行封堵，保证深孔爆破效果。

技术领域

本发明涉及煤炭开采工程技术领域，特别是涉及用于向上炮孔向 下水流量大的超深爆破孔封堵装置及方法。

背景技术

矿井顶板离层涌水主要是指随着煤层开采，由于软硬岩性差异， 煤层上覆岩层在采动作用下不同步下沉而形成的岩层分离所产生多 个大小不一的离层空间，在该空间中形成真空负压，将地下含水层中 的水通过侧向径流补给和垂向渗流、越流补给等形式吸入离层空间聚 集起来，即形成离层积水。这些空间中积存的离层水，一旦随着煤层 开采后所形成的导水裂缝带(或垮落带、导水断层及其它导水通道) 导通其上覆离层空间，便会引起离层水体溃入矿井工作面，引发矿井 突水现象，同时上覆岩体与离层水一起作用在液压支架上，易造成水 压架灾害。同时对于矿井井下采掘空间和采掘活动而言，离层水涌水 现象也是较为严重的离层水害。当某个离层空间积水水量较大时，其 发生离层水涌水的概率也较大，离层水涌水的水害威胁也较大。西部 地区煤层厚度大、上覆岩层富水性强，给厚硬顶板发生离层水害提供 了条件，特厚煤层条件下富水厚硬顶板的离层水害防治是西部矿区安 全生产的关键。

西部地区矿井开采面临的主要难点是西部软岩容易泥化，天然无 水状态或干燥条件下是强度较低的岩石，一但遇水，岩石就泥化、崩 解、膨胀，容易导致围岩变形甚至出现冒顶、塌方等工程事故；由于 西北岩石有遇水泥化的特点，打孔疏水解决离层水害无法实现；采用 间隔式放顶煤间隔式放顶的方法解决离层水害，效果也不明显，开采 过程中仍出现多次出水压架现象，当工作面收采时，支架几乎散架。 针对西部煤炭综放开采，采高过大，垮落带过小，采空区不能充填满 实，必须对煤层顶板进行超深孔爆破强制放顶，在顶板内部产生爆破 损伤，进而随着煤层开采引起顶板破碎冒落，避免顶板沉降不均匀引 起的离层空间，同时深孔爆破加大垮落带高度，使采空区充填满实， 减少顶板的下沉量，进一步有效预防顶板离层水害。

煤层富水顶板超深孔爆破，主要从煤层机巷、风巷或者切眼向煤 层顶板上方钻孔，炮孔方向与水平方向夹角40°～89°，炮孔孔深40 米～80米，最长炮孔能达到100米，对于如此大倾角超深孔，装药也 相对较多，一个炮孔装药100～200公斤，为了保证炸药起爆，需要保 证炸药连续装药，加之炮孔位置位于富水顶板，顶板当中的水会从炮 孔中流出，流出速度较大，每小时1-2立方米，同时西部地区顶板泥 岩有遇水泥化的特点，而传统的炮孔封堵，就是实现炮孔的完全封堵 以实现增加爆生气体作用时间，但面对如此大的炸药量、水流量及围 岩遇水泥化特性，采用完全炮泥封堵时要能抵抗炮孔中炸药与水及泥 浆重量，本身就有很大难度，而且完全封堵极易造成炮孔中水量大引 起围岩膨胀泥化或者浮动使炮孔内炸药位置发生改变，使装药变成不 连续装药产生拒爆等问题。

综上所述对于富水顶板向上炮孔向下涌水量大的炮孔，采用普通 的炮泥封堵，已很难满足要求，故亟需一种用于向上炮孔向下水流量 大的超深爆破孔封堵装置及方法保证炮孔封孔排水的同时不会出现 炮孔冲孔，保证超深孔爆破效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于向上炮孔向下水流量大的超深爆 破孔封堵装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题。