专利名称：煤岩体水力爆破致裂弱化方法
殿体水力爆W^弱化方法駄繊本发明涉勿Jc力,弱化方法，尤其是一种^体水力爆M^弱化的方法。在麟开^i程中，采用放顶ii^煤法，如遇到魁更顶煤时，便会难以放出顶 煤，必须采取松动上覆煤的措财能使顶煤放出，目前的处理方^^种超接钻眼， 然后装炸药^^，以此i数文顶^顶板松动，但该方法对弱化顶煤或顶板 蝶较差，若药量控制不当，易造成安全隐患；其次是单纟蝶用水力i^法，该方i去需要注入的水压非常大，不易控制孔内裂隙的扩展，^jc力鄉的大驟逢数目少，操作要求比较高，控制不好易产生危险；在蝶体水力鄉弱化时，需要掌握圆孑L7jC臓缝 的起裂、扩展和失稳扩MH阶段的裂缝扩展方向和长M其与时间的关系。根据水 ffi^ii扩展的模拟实验结果，水力鄉弱化主要形成水压主裂缝和翼型分支裂隙， 水力鄉的^l数目少。如何改善魁更厚顶煤冒放性、处SM石顾板、；l:驟体强 度弱化防治冲击矿压、改善煤层酌性和防治煤与瓦斯突出等的有效技术途径，对 于保障,的^:高效生产具有M的理论和现实意义。 发明内容本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，Mf共一种工艺简单，操作方便，控制性好，錢可靠！鄉好^職体水力爆M^弱化方法。本发明的;)^体水力爆 ^弱化方法包括用钻机向预开采的^^^丁水力 麟弱化的钻孔，在钻 L内方JcA7jc胶炸药，并将引线引至钻 "ha、 用封 L器^K泥砂浆将钻孔孔口封住后，向钻孔内注水，当注水到设定压力 时，停止注水；b、 引爆水胶炸药进行水压爆破，在爆顿力作用下，使钻孔周边产生大量的裂隙；c、 ^A高H;K使钻 L周边的裂隙3S—步扩展，形成水臓隙。戶腿的钻孔的深度不小于5m;戶腿的注水压力不小于8MPa;要求爆顿隙的长 度大于3 5倍的钻 Ll:径。有益效果 5更煤体弱化中，能改善顶煤冒放性和斷氐冲击矿压危险性，提 高煤层 ^隙的范围，便于瓦斯抽毅防治煤与瓦斯突出，以达至嗾为理想的技术效果。采用水力爆^tl^^体的结构产生改变，以增加7jCJ^缝数目，， 高了煤层的酌性，有效弱化了麟体的亏雖，斷氐了弱化区域的围岩应力，能有 效解决水力鄉的^l数目少的问题，是,改善顶煤的冒放性、防治冲击矿压、防治煤与瓦斯突出、提高瓦斯抽采效率的有效技术途径，对防ihi:覆顶板大面积悬 着而产生的冲击矿压具有重要意义。其工艺简单，控制性好，施工方便，安全可靠， 效果好，具有广泛的实用性。
附图是本发明的井下煤层水力爆M^弱化实例结构示意图 图中l: l一砂岩，2—煤层，3—钻孔，4一水^^乍药，5—引线，6—封孔 器，7—高压注水管。下面结合附图对本发明的实施作进一步描述实施例一某r"煤层的平均厚度为4m，煤层2的硬度为戶3,为i&R平煤层2， 上覆岩层为魁更的砂岩l，其平均厚度25m，在舰井下采虹作面煤层2内，采用 钻机朝顶板打水力鄉弱化钻孔3，钻孔3的深度为20m，孑L径为60mm。孔的间距 约为15m,在孔中方从水胶炸药4，装药量为40g。并将弓践5引至钻孔外，之后采 用封孔器6^/K泥砂浆将钻孔孔口封住，然后舰高压注水管7向钻孔内注入高压 水，以不产勤K臓缝为准，停止注7K，引爆水胶4炸药进行水压爆破，在爆生压 力作用下，使钻孔3围岩鹏，在钻孔3周边产生大量的裂隙，要求爆 隙的长 度大于3 5倍的钻孔3直径；然后^A约10 MPa的高JE7jC，进行水力鄉，在裂 隙冰压力的作用下，沿爆 隙3广展，形 目较多的水压裂隙，以lt,ij了弱化 煤岩体的目的，冒落的破碎顶板會,±真满采空区。实施例二某,层的平均厚度为9m,煤层2的硬度为戶4，为i&R平煤层，采 放比为l: 2，在,井下采虹作面的煤层2内，翻钻机朝顶板打钻孔3，钻孔 3的深度为50m，孑L径为60im，孔的间距为15m。在孔中方M水胶炸药4，装药量为 60g，并将引线5引至钻孑W卜，之后采用封孔器6或水泥砂浆将钻孔孔口封住，然后 fflil高压a7K管7向钻孔内注入高JE7夂，以不产生水ffi^逢为准，停止注水，弓據 水胶炸药4进行7KM破，在爆顿力作用下，使钻孔围岩鹏，在钻 L周边产生 大量的裂隙，要求爆 隙的长度大于3~5倍的钻 L直径；然后^A约15 MPa的高H7jc,进行水力,， 隙水压力的作用下，沿爆，隙:r展，形 目较多的水臓隙，以达到了弱化;C線体的要求，可以顺利放出顶煤以及冒落的破碎顶板 肯,麟采空区。
权利要求
1.一种煤岩体水力爆破致裂弱化方法，包括用钻机向预开采的煤岩体打水力致裂弱化的钻孔(3)，在钻孔(3)内放入水胶炸药(4)，并将引线(5)引至钻孔(3)外，其特征在于a、用封孔器(6)或水泥砂浆将钻孔(3)孔口封住后，向钻孔(3)内注水，当注水到设定压力时，停止注水；b、引爆水胶炸药(4)进行水压爆破，在爆生压力作用下，使钻孔(3)周边产生大量的裂隙；c、注入高压水，使钻孔(3)周边的裂隙进一步扩展，形成水压裂隙。
2. 根据权利要求1戶腐的^体水力爆 ^弱化方法，^#征在于戶7M的 钻孔(3)的深度不小于5m。
3. 根据权利要求l戶腿的j^体水力爆M^弱化方法，其特征在于戶腿的 注水压力不小于8MPa。
4. 根据权利要求1戶腿的煤岩体水力爆MM弱化方法，其f寺征在于要求爆 生裂隙的长度大于3 5倍的钻孔直径。
全文摘要
一种煤岩体水力爆破致裂弱化方法，采用水力爆破致裂使煤岩体的结构发生改变，先在煤层内打钻孔，在孔中放入水胶炸药；然后进行封孔和注水，注水到设定压力，以不产生水压裂缝为准，停止注水，引爆炸药进行水压爆破，使钻孔围岩破裂，在钻孔周边产生大量的裂隙；然后进行水力致裂，在裂隙水压力的作用下，沿爆生裂隙扩展，形成数目较多的水压裂隙。既可有效的弱化煤岩体的强度，也可以降低弱化区域的围岩应力，又可提高煤层的透气性；是煤矿改善顶煤的冒放性、防治冲击矿压、防治煤与瓦斯突出、提高瓦斯抽采效率的有效技术途径。其工艺简单，施工方便，安全可靠，易操作，控制性好。
文档编号E21C37/12GK101644156SQ200910182020
公开日2010年2月10日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者刘长友, 程庆迎, 黄炳香 申请人:中国矿业大学