[发明专利]一种坚硬顶板定向承压爆破控制方法

摘要

一种坚硬顶板定向承压爆破控制方法，主要是根据顶板自身赋存条件，选择特定的钻孔布置、装药结构及封孔方式，通过承压传爆介质充分赶出孔裂隙内的空气介质，利用传爆介质压缩性能小，炸药能量利用率高的特点，对割缝钻孔或完整钻孔进行定向或非定向控制爆破，并利用传爆介质的扩容与脉冲对孔壁围岩进行二次松动弱化，加速顶板孔裂隙的发展与贯通，加强对坚硬顶板的预裂弱化。它主要包括钻孔的对齐并列打设与交替间隔装药；钻孔割槽处理与炸药及传爆介质选择原则；钻孔装药形式及药量确定；孔口封孔方式及传爆介质承压设定；爆破安全防护措施。该发明工艺实施方便、操作简单、成本低廉、适用范围广，可推广用于普通顶板或顶煤及煤层的松动弱化。

主权项

一种坚硬顶板定向承压爆破控制方法，其特征在于包括以下步骤： 1)根据顶板赋存情况，确定钻孔是否进行割槽，并在顶板上布孔装药； 2)选择承压传爆介质与炸药类型，确定孔内炸药分段装药形式； 3)确定钻孔内承压传爆介质补给方式及孔口安全防护措施； 4)确定孔内承压传爆介质初始压力； 所述步骤1）中的钻孔割槽，根据坚硬顶板的厚度，对于厚度大于5m的坚硬顶板采用高压水或专用割缝钻头实施钻孔割槽，且顶板厚度越大、强度越高，钻孔割槽数目也相应增多，钻孔割槽间距平均约3m左右，对于厚度小于5m的钻孔不进行割槽处理； 所述步骤1）中的布孔装药，应根据顶板控制爆破弱化效果将钻孔布置方式分为并列与交错布置两种方式，根据钻孔布置及装药形式确定钻孔装药量大小，药量计算公式为Q=kr3，式中，Q为单孔炸药用量，kg；k为单位耗药量，kg/m3，其一般取值在1～2之间；r为药包中心至临界导向孔壁面距离； 所述步骤2）中的传爆介质类型，尽量选择不与炸药相混溶的承压传爆介质，对于与传爆介质相容的炸药应采取塑料包裹或封蜡等密封隔离措施； 所述步骤2）中的炸药分段装药形式，应根据顶板厚度与硬度大小，对于岩石坚固性系数f>5的顶板岩层，当顶板厚度大于5m左右时，钻孔装药采用多药包分段装药，对于顶板厚度小于5m的岩层，当岩石坚固性系数f>15时，也进行多药包分段装药；对于岩石坚固性系数f<5的岩层，顶板厚度小于10m时，可采用单药包独立装药形式，当顶板厚度大于10m，要采用多药包分段装药，但药包分段数一般在2～3之间； 所述步骤3）中的承压传爆介质补给方式与孔口安全防护措施，应根据坚硬顶板渗透能力大小，对传爆介质一次或连续补给，同时在装药孔口进行铺网或安置隔爆水袋或两者联合采用，防止爆破破碎顶板块体崩落。 所述步骤4）中的传爆介质压力确定，应根据顶板岩性及炸药爆炸特性预设传爆介质初始压力，承压大小一般控制在0～2MPa左右，且对于压力小于0.1MPa的钻孔，选取炮泥进行封孔，当初始压力在0.1～2MPa左右时，选取强力水泥或专用塑胶注水封孔装置进行封孔。