[发明专利]一种矿用深孔爆破封孔装置及钻、爆、压一体化顶板/煤体预裂卸压工艺

说明书

一种矿用深孔爆破封孔装置及钻、爆、压一体化顶板/煤体预裂卸压工艺，涉及煤矿深孔爆破封孔技术领域，包括注浆管、内管以及注浆头，所述内管穿设在注浆管内，所述注浆管内壁上端与内管外壁之间以及注浆管内壁下端与内管外壁之间分别封堵，所述注浆头连通至注浆管与内管之间的空间，所述注浆管沿管身包裹有不多于5节囊袋，每个囊袋内的注浆管区段上分别开有出浆孔，全部出浆孔或除最下端注浆孔之外的各注浆孔上分别设有堵孔件，这种矿用深孔爆破封孔装置能够应用于各种孔深、孔内涌水较大、爆破钻孔孔壁裂隙发育的各类钻孔，这种钻、爆、压一体化顶板/煤体预裂卸压工艺卸压效果好、能够有效降低冲击地压风险。

技术领域

本发明涉及煤矿预裂卸压技术领域，尤其涉及一种矿用深孔爆破封孔装置及钻、爆、压一体化顶板/煤体预裂卸压工艺。

背景技术

目前，顶板(煤体）爆破预裂卸压是冲击地压矿井治理防治冲击地压灾害的一种重要卸压手段。在工作面回采前，在工作面两顺槽（或工作面内）对其上部坚硬岩层，或工作前方的煤体施工钻孔，之后进行爆破预裂，破坏上覆坚硬岩层或煤体的完整性，提前释放聚集的弹性能，降低发生冲击地压的风险。

预裂钻孔爆破封孔，一种方法是采用水炮泥、黄泥等材料进行封孔，钻孔装入爆破筒后，需人工利用炮杆将水泥药卷和黄泥等分段捣入钻孔内，由于爆破封孔长度需达到钻孔深度的1/3以上，因此封孔材料需分段多次捣入钻孔，施工时间长、效率低，且工人劳动强度较大，另外，有时钻孔内水较大，水较大一是会造成水炮泥、黄泥等材料容易被水冲下，二是会造成封孔材料凝固时间长，作业效率低下，三是会影响封孔强度；另一种方法是直接注浆封孔，利用注浆泵通过注浆管直接将封孔材料注入钻孔内，此种方法操作相对简便，但封孔材料容易通过钻孔内的裂隙渗透到岩体或煤体，所需注浆封孔材料多，耗时长、材料浪费问题严重，造成施工成本过高,钻孔孔壁有水时，混入注浆材料中，改变原有注浆材料的配比，影响注浆材料的凝固时间和凝固强度，进而影响封孔质量，造成封孔质量下降。

另外，进行爆破后有时致裂效果欠佳，岩层或煤体中聚集的弹性能不能充分释放，无法有效降低发生冲击地压的风险。

鉴于上述问题，申请号为“2020110822915”的中国发明专利公开了一种矿用深孔爆破封孔装置，包括注浆管以及固定在注浆管上端的倒刺挂钩，所述倒刺挂钩包括预设数量的环状分布的倒刺，所述注浆管顶端封闭，所述注浆管的管身上由上而下依次包裹有预设数量的囊袋，每个囊袋内的注浆管区段上分别开有出浆孔，除最上端出浆孔之外的各出浆孔处分别套有弹性密封套，各个弹性密封套从出浆孔处被冲开所需要的最小压力从上到下依次增大，这种矿用深孔爆破封孔装置在使用时操作简单、施工人员劳动强度低、施工周期短且避免了材料的浪费，作业效率较高。

然而，上述发明专利在实践过程中仍然存在诸多问题，一是当钻孔深度较大时，例如达到六七十米时，所需囊袋数量较多，实践中难以控制弹性密封套理想地按照从上到下的顺序被依次冲开，这会造成在先被充填的不同囊袋之间的囊袋在后被充填时，其所处钻孔区段内的气体无法排出，使得部分囊袋无法被有效充填，致使无法正常封孔，尤其是钻孔本身孔壁较为光滑、无裂隙时，这一问题更加突出；二是有时钻孔内水较大，而水较大时有时会将囊袋冲出，造成无法封孔，即便不会将囊袋冲出，也会严重影响封孔质量，造成封孔不严。三是进行爆破后有时致裂效果欠佳，岩层或煤体中聚集的弹性能不能充分释放，无法有效降低发生冲击地压的风险。

现有技术中缺少一种在钻孔较深、钻孔内水较大等条件下仍然适用并能辅助进一步强化致裂效果的矿用深孔爆破封孔装置，同时缺少一种效果较好、实用性较强的顶板预裂卸压工艺。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种矿用深孔爆破封孔装置及钻、爆、压一体化顶板/煤体预裂卸压工艺，这种矿用深孔爆破封孔装置能够应用于各种孔深（浅孔、深孔、超深孔）、孔内涌水较大、爆破钻孔孔壁裂隙发育的各类钻孔，还能为进一步强化致裂效果创造条件；这种钻、爆、压一体化顶板/煤体预裂卸压工艺卸压效果好、能够有效降低冲击地压风险。

本发明是通过下述技术方案来实现的：