CN115012815A

CN115012815A - 立井爆破预裂注浆方法

Info

Publication number: CN115012815A
Application number: CN202210796202.6A
Authority: CN
Inventors: 虎绍楠; 龚敏; 武振国; 周宏�; 杨志华
Original assignee: Ningxia Coal Science & Technology Research Institution Co ltd; National Energy Group Ningxia Coal Industry Co Ltd
Current assignee: Ningxia Coal Science & Technology Research Institution Co ltd; National Energy Group Ningxia Coal Industry Co Ltd
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-07-07
Publication date: 2022-09-06

Abstract

本发明提供了一种立井爆破预裂注浆方法，包括：围绕立井底壁的周缘钻多个爆破组，每个爆破组中包括多个钻孔；在需要爆破的钻孔中装炸药；将颗粒状封堵物装入装炸药后的钻孔内；采用钢构件封堵装炸药后的钻孔的开口；在钢构件上堆积重物；起爆并检查爆破质量；对爆破后的钻孔注浆。采用该方案，通过设置多个爆破组，且每个爆破组中包括多个钻孔，这样能够为需要爆破的钻孔提供足够的自由面，从而减弱了在钻孔轴向上的爆破威力；同时，首先采用颗粒状封堵物对钻孔进行封堵，随后采用钢构件对钻孔的开口再次进行封堵，且在钢构件上堆积重物，这样进一步保证了封堵效果。采用这种方法，有效解决了现有技术中爆破效果差的问题。

Description

立井爆破预裂注浆方法

技术领域

本发明涉及立井开拓技术领域，具体而言，涉及一种立井爆破预裂注浆方法。

背景技术

目前，立井开拓为常采用的爆破方法，其中，立井在开拓的过程中经常遇到出水的情况，钻孔出水可达几十立方米每小时。因此，在立井在开拓的过程中需对工作面进行探水预注浆施工。在进行探水预注浆施工时需要进行爆破预裂，抑制涌水情况，在井筒开拓范围外形成稳定区域，从而实现更加良好的注浆效果。一般情况下，乳化炸药随着水深的增加爆破威力逐渐减少，现有技术中在进行爆破预裂时，由于缺少足够的自由面，容易造成冲孔的现象，注浆量不能满足要求，难以实现预期的爆破效果。

发明内容

本发明提供了一种立井爆破预裂注浆方法，以解决现有技术中爆破效果差的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种立井爆破预裂注浆方法，包括：围绕立井底壁的周缘钻多个爆破组，每个爆破组中包括多个钻孔；在需要爆破的钻孔中装炸药；将颗粒状封堵物装入装炸药后的钻孔内；采用钢构件封堵装炸药后的钻孔的开口；在钢构件上堆积重物；起爆并检查爆破质量；对爆破后的钻孔注浆。

进一步地，爆破组中的多个钻孔均平行。

进一步地，钻孔的直径为75mm至90mm，钻孔的深度大于30m。

进一步地，在需要爆破的钻孔中装炸药包括：将炸药与导爆索、细长支撑物连接；在细长支撑物的下端连接配重块；将配重块、炸药、导爆索和细长支撑物伸入钻孔内。

进一步地，细长支撑物为绳索或刚性管，导爆索为多根。

进一步地，颗粒状封堵物包括土壤、沙子、碎石中的至少一种，重物为沙袋。

进一步地，钢构件包括相互连接的钢杆和钢板，钢杆插入钻孔内，钢板封堵钻孔的开口。

进一步地，钢杆的长度不小于钻孔深度的20％。

进一步地，钢构件具有贯穿钢杆和钢板的通孔。

进一步地，钢板为圆形板，钢板的直径为1000mm至1200mm，钢杆的外径为74mm至89mm。

应用本发明的技术方案，提供了一种立井爆破预裂注浆方法，包括：围绕立井底壁的周缘钻多个爆破组，每个爆破组中包括多个钻孔；在需要爆破的钻孔中装炸药；将颗粒状封堵物装入装炸药后的钻孔内；采用钢构件封堵装炸药后的钻孔的开口；在钢构件上堆积重物；起爆并检查爆破质量；对爆破后的钻孔注浆。采用该方案，通过设置多个爆破组，且每个爆破组中包括多个钻孔，这样能够为需要爆破的钻孔提供足够的自由面，从而减弱了在钻孔轴向上的爆破威力；同时，首先采用颗粒状封堵物对钻孔进行封堵，随后采用钢构件对钻孔的开口再次进行封堵，且在钢构件上堆积重物，这样进一步保证了封堵效果。利用本方案的立井爆破预裂注浆方法，首先在立井底壁周缘钻多个爆破组，其中，多个爆破组中包括多个钻孔，在需要爆破的钻孔中装炸药，随后将颗粒状封堵物装入装完炸药的钻孔中进行封堵；然后采用钢构件对装炸药后的钻孔的开口进行封堵，并在钢构件上堆积重物以提高封堵效果，最后进行起爆，检查爆破质量后对爆破后的钻孔注浆。采用这种方法，提高了爆破效果，从而进一步提高了钻孔的注浆量，并且减少了钻孔的涌水量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明的实施例提供的立井爆破预裂注浆方法的流程图；

图2示出了使用图1中立井爆破预裂注浆方法的工作区域示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、钻孔；20、颗粒状封堵物；30、钢构件；31、钢杆；32、钢板；33、通孔；40、重物；50、配重块；60、炸药。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本发明的实施例提供了一种立井爆破预裂注浆方法，包括：围绕立井底壁的周缘钻多个爆破组，每个爆破组中包括多个钻孔10；在需要爆破的钻孔10中装炸药60；将颗粒状封堵物20装入装炸药60后的钻孔10内；采用钢构件30封堵装炸药60后的钻孔10的开口；在钢构件30上堆积重物40；起爆并检查爆破质量；对爆破后的钻孔10注浆。

采用该方案，通过设置多个爆破组，且每个爆破组中包括多个钻孔10，这样能够为需要爆破的钻孔10提供足够的自由面，从而减弱了在钻孔10轴向上的爆破威力；同时，首先采用颗粒状封堵物20对钻孔10进行封堵，随后采用钢构件30对钻孔10的开口再次进行封堵，且在钢构件30上堆积重物，这样进一步保证了封堵效果。利用本方案的立井爆破预裂注浆方法，首先在立井底壁周缘钻多个爆破组，其中，多个爆破组中包括多个钻孔10，在需要爆破的钻孔10中装炸药60，随后将颗粒状封堵物20装入装完炸药60的钻孔10中进行封堵；然后采用钢构件30对装炸药60后的钻孔10的开口进行封堵，并在钢构件30上堆积重物40以提高封堵效果，最后进行起爆，检查爆破质量后对爆破后的钻孔10注浆。采用这种方法，提高了爆破效果，从而进一步提高了钻孔10的注浆量，并且减少了钻孔10的涌水量。

其中，爆破组中的多个钻孔10均平行。将多个钻孔10平行设置，这样相邻的钻孔10能够为需要爆破的钻孔10提供足够的自由面，使得爆破威力向径向扩展，有效减小了轴向冲击。

在本实施例中，钻孔10的直径为75mm至90mm，钻孔10的深度大于30m。将钻孔10的直径设置成75mm至90mm，且钻孔10的深度大于30m，这样钻孔10的直径可根据现场实际的需求做出调整，从而提高了通用性。

具体地，在需要爆破的钻孔10中装炸药60包括：将炸药60与导爆索、细长支撑物连接；在细长支撑物的下端连接配重块50；将配重块50、炸药60、导爆索和细长支撑物伸入钻孔10内。由于在进行爆破预裂时，钻孔10内一般充满水，甚至以较大流量往出喷水，水压较大，这就导致炸药难以沉底，采用上述设置方式，将细长支撑物的下端连接配重块50，且炸药与导爆索、细长支撑物连接，这样即可确保炸药能够沉底，以保证爆破效果。

其中，细长支撑物为绳索或刚性管，导爆索为多根。将细长支撑物设置成绳索或刚性管，这样增大了重量，能够进一步确保炸药60能够沉底，以保证爆破效果；将导爆索设置成多根，这样能够确保炸药60能够被引爆，同时也可以增强爆破效果。

具体地，颗粒状封堵物20包括土壤、沙子、碎石中的至少一种，重物40为沙袋。将颗粒状封堵物20包括土壤、沙子、碎石中的至少一种，这样即可确保能够将炸药60压紧，提高了封堵效果；将重物40设置成沙袋，进一步提高了封堵效果。

在本实施例中，钢构件30包括相互连接的钢杆31和钢板32，钢杆31插入钻孔10内，钢板32封堵钻孔10的开口。通过上述设置方式，将钢杆31插入钻孔10内，且利用钢板32封堵钻孔10的开口，这样进一步保证了封堵效果，提高了爆破效果。

其中，钢杆31的长度不小于钻孔10深度的20％。将钢杆31的长度设置成不小于钻孔10深度的20％，这样能够保证钢杆31能够放入钻孔10，其钢杆31的具体长度可根据现场实际调整，从而提高了钢构件30的通用性。

进一步地，钢构件30具有贯穿钢杆31和钢板32的通孔33。通过设置通孔33，便于导爆索和细长支撑物穿过。

具体地，钢板32为圆形板，钢板32的直径为1000mm至1200mm，钢杆31的外径为74mm至89mm。将钢板32的直径设置成1000mm至1200mm，钢杆31的外径设置成74mm至89mm，这样可根据现场实际的尺寸做出相应的调整，从而提高了钢构件30的通用性。

本方案的具体实施例如下：

以某煤矿立井开拓为例：该立井净径为7m，荒径为8m，设计深度为800m。施工至550m左右时，实测涌水量最少为2-4m³/h，最大超过30m³/h，需要爆破预裂进行注浆，减少涌水量，保证开拓安全，采用常规爆破方法冲孔现象比较严重，注浆效果不佳，采用本方案进行注浆，步骤如下：

1、钻孔：钻孔直径为90mm，深度为30m～50m，钻孔位置为沿直径7.5m处，沿井筒周长共设计26个钻孔，两个钻孔为一组，尽量保证二者平行，钻孔外倾角度不大于5度；

2、装药：按照设计方案，用胶带将药卷和固定在绳索和双股导爆索之上，同时采用导爆索与炸药有助于抵消深水条件下炸药威力减弱的影响，在绳索末端施加适当的配重，保证装药到位，绳索与导爆索要留足长度；

3、封孔：堵塞长度不小于孔长的20％，首先采用黄土、沙子、碎石等进行分级堵塞，孔口处预留出孔口堵塞钢构件安装空间；安装孔口堵塞钢构件，注意将导爆索及绳索从钢构件中的通孔穿出；在钢构件上堆积足够沙袋，确保封堵质量；

4、起爆：将雷管与导爆索相连，在井上进行起爆；

5、检查爆破质量：起爆后，进入工作面检查爆破质量，并未发生冲孔现象；

6、注浆：爆破后进行注浆，注浆量较未采用此方法爆破前大幅增加，说明此方法爆破预裂效果良好。注浆后涌水量大幅减少，同时也保证了继续掘进的安全。该段累计注浆量超出了260t。

孔号	钻孔深度	累计注浆量/t	初期涌水量/m<sup>3</sup>/h	末期涌水量/m<sup>3</sup>/h
					4#	30-53	60	21	<2
7#	72	17.9	6.5	<2
					11#	49-54	9	16	<2
15#	38-44	18.8	12	<2
					23#	36-48	7.7	24	<2

上述表格为采用本方法进行爆破的数据值，由上表可知，通过本次注浆施工，该段单孔涌水量均不大于2m³/h，基本不出水或出水量较小。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，包括：

围绕立井底壁的周缘钻多个爆破组，每个所述爆破组中包括多个钻孔(10)；

在需要爆破的所述钻孔(10)中装炸药(60)；

将颗粒状封堵物(20)装入装所述炸药(60)后的所述钻孔(10)内；

采用钢构件(30)封堵装所述炸药(60)后的所述钻孔(10)的开口；

在所述钢构件(30)上堆积重物(40)；

起爆并检查爆破质量；

对爆破后的所述钻孔(10)注浆。

2.根据权利要求1所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述爆破组中的多个所述钻孔(10)均平行。

3.根据权利要求1所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述钻孔(10)的直径为75mm至90mm，所述钻孔(10)的深度大于30m。

4.根据权利要求1所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，在需要爆破的所述钻孔(10)中装所述炸药(60)包括：

将所述炸药(60)与导爆索、细长支撑物连接；

在所述细长支撑物的下端连接配重块(50)；

将所述配重块(50)、所述炸药(60)、所述导爆索和所述细长支撑物伸入所述钻孔(10)内。

5.根据权利要求4所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述细长支撑物为绳索或刚性管，所述导爆索为多根。

6.根据权利要求1所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述颗粒状封堵物(20)包括土壤、沙子、碎石中的至少一种，所述重物(40)为沙袋。

7.根据权利要求1所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述钢构件(30)包括相互连接的钢杆(31)和钢板(32)，所述钢杆(31)插入所述钻孔(10)内，所述钢板(32)封堵所述钻孔(10)的开口。

8.根据权利要求7所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述钢杆(31)的长度不小于所述钻孔(10)深度的20％。

9.根据权利要求7所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述钢构件(30)具有贯穿所述钢杆(31)和所述钢板(32)的通孔(33)。

10.根据权利要求7所述的立井爆破预裂注浆方法，其特征在于，所述钢板(32)为圆形板，所述钢板(32)的直径为1000mm至1200mm，所述钢杆(31)的外径为74mm至89mm。