硬岩强度弱化方法 技术领域 本发明涉及硬岩强度弱化技术， 特别涉及一种为了减少综掘设备磨损并能够保证 综掘设备连续作业的硬岩强度弱化方法， 属于煤矿工程技术领域。
背景技术 岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有很重要的地位。具体地， 在建设新矿井中， 岩 巷掘进工程量一般约占建设新矿井总工程量的 40％ -50％， 占整个建设新矿井施工工期的 35％ -50％ ； 在生产矿井中， 岩巷掘进工程量一般约占生产总工程量的 25％。因此， 对于建 设新矿井， 加快岩巷掘进速度， 能实现岩巷快速施工， 对建设新矿井可以缩短施工工期， 及 早形成采区或生产水平区的生产系统， 早日投产见效 ； 对于生产矿井， 可以保证煤矿采掘关 系正常发展， 改善采掘接续紧张局面， 保证矿井生产能够持续稳产、 高产， 具有十分重要的 意义。
在众多大型煤炭企业中， 为加快矿区建设， 实现煤炭企业由传统型向现代型的转 变， 建设新型亿吨级煤炭基地， 特别是随着综采、 综放技术的应用和高产高效矿井建设的迅 猛发展， 煤层开采速度和岩巷掘进速度不匹配的问题日益突出， 尤其近年来， 众多大型煤炭 企业矿井的开拓量加大， 为缩短建设新矿井的施工期期和缓解正在生产矿井的采掘接续， 岩巷快速掘进成为各煤炭企业提高生产发展及保持生产后劲的大事， 也是制约矿井水平 区、 采区、 采场 “三大接替” 的瓶颈。因此， 寻求一种 “高效快掘” 的新方法， 以适应新时期矿 井发展的需要， 便成为相当现实而重要的重大工程问题。
进一步地， 为实现岩巷快速掘进的要求， 岩巷的掘进方式也发生了转变， 由原来的 人工手锤打眼发展到现在使用电钻、 风锤及综掘等机械设备的转变。 在现有技术中， 国内外 普遍认为现有的综掘设备在截割普氏系数为 8 或者大于 8 的硬岩时会产生最大经济效益， 但在实际工程中并非如此， 虽然大多综掘设备使用说明书中仍在坚持提出产生最大经济效 益所需截割硬岩的普氏系数为 8 或者大于 8， 但是在对普氏系数达到 8 或者大于 8 的硬岩 掘进时， 对综掘设备中截割部件的磨损相当严重， 而且截割下来的岩块也不均匀不利于装 运， 有时还需二次人工破碎才能进行装运。因此， 在现有技术中对普氏系数达到 8 或者大于 8 的硬岩掘进时， 一般先将综掘设备后移， 通过打眼放炮的方式掘进， 待岩石强度降低时， 再 引入综掘设备进行掘进， 并将打眼放炮所产生的矸石用运输设备装运出施工现场， 综掘设 备及运输设备的一退一进必然会导致硬岩掘进的不连续性， 严重影响了岩巷的掘进速度。
发明内容
本发明的目的是提供一种硬岩强度弱化方法， 用以解决现有技术中利用综掘设备 对普氏系数达到 8 或者大于 8 的硬岩进行掘进时， 对综掘设备的截割部件会造成严重磨损， 进而影响岩巷掘进速度的技术问题， 达到了弱化硬岩强度、 减少综掘设备截割部件磨损、 保 证综掘设备连续工作， 以及提高岩巷掘进速度的目的。
为实现上述目的， 本发明提供了一种硬岩强度弱化方法， 包括 ：在硬岩巷道掘进断面内， 沿所述硬岩巷道的轴线方向设置爆破孔组 ； 在所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔 ； 依次引爆每个爆破孔内所填充的爆炸物， 以便弱化所述硬岩巷道掘进断面内的硬岩强度。 由上述可知， 本发明所提供的技术方案， 针对现有技术中利用综掘设备对普氏系 数达到 8 或者大于 8 的硬岩进行掘进时， 对综掘设备的截割部件会造成严重磨损， 进而影响 岩巷掘进速度的技术缺陷， 实现了弱化硬岩强度、 减少综掘设备截割部件磨损、 保证综掘设 备连续工作， 以及提高岩巷掘进速度的目的， 同时还具有施工工艺简单， 便于推广的有点。
附图说明
图 1 为本发明硬岩强度弱化方法的流程示意图 ；
图 2 为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面一示意图 ；
图 3 为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面又一示意图 ；
图 4 为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面再一示意图 ；
图 5 为本发明对图 2 所示爆破孔组其中一个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔的示 意图。 具体实施方式 下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图 1 为本发明硬岩强度弱化方法的流程示意图。如图 1 所示， 本实施例立井揭煤 方法包括 ：
步骤 101、 在硬岩巷道掘进断面内， 沿所述硬岩巷道的轴线方向设置爆破孔组 ；
图 2 为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面一示意图。当综 掘设备在实际岩巷掘进工程中遇到普氏系数达到 8 或者大于 8 的硬岩 ( 本实施例所涉及的 硬岩都是普氏系数达到 8 或者大于 8 的硬岩 )， 施工人员则先将综掘设备暂停下来， 并开始 在硬岩巷道掘进断面内， 根据所述硬岩巷道掘进断面内硬岩的强度信息， 采用钻孔机沿所 述硬岩巷道的轴线方向钻取爆破孔组， 如图 2 所示， 可在硬岩巷道掘进断面 1 内设第一爆破 孔 2、 第二爆破孔 3 及第三爆破孔 4 作为爆破孔组， 上述爆破孔组中每个爆破孔的直径可为 75 毫米或 93 毫米、 长度可为 30 米或 50 米。
步骤 102、 在所述爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔 ；
在步骤 101 采用钻孔机沿所述硬岩巷道的轴线方向钻取爆破孔组的后， 需对所述 爆破孔组中每个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔， 包括 ： 如图 5 为本发明对图 2 所示爆破孔 组其中一个爆破孔内装填爆炸物并进行封孔的示意图所示， 结合图 2 所示， 在本实施例中 第一爆破孔 2、 第二爆破孔 3 和第三爆破孔 4 都具有相同的空间构造， 在其内装填爆炸物的 方式也是相同的。图 5 所示为图 2 所示爆破孔组中第一爆破孔 2 的空间构造， 下面以第一 爆破孔 2 为例进行具体说明， 第一爆破孔 2 包括装药段 51 和封孔段 52， 其中可预设封孔段 52 的长度为 9 米至 15 米， 并且可采用正向装药方式， 依次在装药段 51 内填装多个水胶炸药 管 53 和电雷管作为爆炸物， 需要注意的是， 在对第一爆破孔 2 的装药段 51 填装第一个水胶 炸药管 53 时， 将第一个水胶炸药管 53 靠近其第一爆破孔 2 的孔底的一端可用 11 号铁丝一
端固定， 并将 11 铁丝另一端延伸出第一爆破孔 2 的孔口 ( 图 5 中未画出 )， 以便在填装多个 水胶炸药管 53 发生卡药时， 能顺利地将多个水胶炸药管 53 从第一爆破孔 2 中拉出， 进一步 地， 在对第一爆破孔 2 装药段 51 填装完多个水胶炸药管 53 后， 还可用长炮棍伸进第一爆破 孔 2 将已填装进装药段 51 的多个水胶炸药管 53 推到第一爆破孔 2 的孔底， 每个水胶炸药管 53 的直径可为 67 毫米、 长度可为 1 米， 是由糊状水胶炸药填装在 PVC(Polyvinylchlorid， 聚氯乙烯 ) 管中制成的 ； 关于电雷管， 在第一爆破孔 2 内， 可将第一电雷管 54 和第二电雷管 55 设置为号段为 1 的同号段的电雷管， 并可将它们设置在填装进装药段 51 的最后一个水 胶炸药管 53 的糊状水胶炸药内， 一并随多个水胶炸药管 53 填装进装药段 51 内， 同样也可 直接在多个水胶炸药管 53 填装进装药段 51 后， 再填装第一电雷管 54 和第二电雷管 55 ； 进 一步地， 在填装第一电雷管 54 和第二电雷管 55 之前， 可对第一电雷管 54 和第二电雷管 55 的脚线分别剪留至 15 厘米， 并通过所述剪留至 15 厘米的脚线将第一电雷管 54 和第二电雷 管 55 以串联或并联的形式连接， 并用放炮母线连接所述剪留至 15 厘米的脚线并引至第一 爆破孔 2 的孔口以外， 所述放炮母线用于接通电源时使电雷管爆炸 ；
在对第一爆破孔 2 的装药段 51 装填完爆炸物后， 首先保持对封孔段 52 充分润湿， 并采用空气压缩机控制井下压风的风压不小于 5 个标准大气压， 接着以所述井下压风驱动 封孔装置， 采用封孔粘性黄土颗粒， 粘着已充分润湿的封孔段 52， 以对装药段 51 进行封孔 ；
再进一步地， 对图 2 所示爆破孔组中第二爆破孔 3 和第三爆破孔 4 装填爆炸物并 进行封孔与上述对第一爆破孔 2 装填爆炸物并进行封孔是类似的， 区别仅在于， 在第二爆 破孔 3 的装药段 51 所填装的第一电雷管 54 和第二电雷管 55 应设置为号段为 2 的同号段 的电雷管， 在第二爆破孔 3 的装药段 51 所填装的第一电雷管 54 和第二电雷管 55 应设置为 号段为 3 的同号段的电雷管。
步骤 103、 依次引爆每个爆破孔内所填充的爆炸物， 以便弱化所述硬岩巷道掘进断 面内的硬岩强度 ；
接通所述放炮母线所连接的电源， 利用图 3 中第一爆破孔 2、 第二爆破孔 3 和第三 爆破孔 4 中各自装药段 51 分别所填装的号段为 1 的同号段的电雷管、 号段为 2 的同号段的 电雷管以及号段为 3 的同号段的电雷管， 进行差分爆破， 以引爆第一爆破孔 2、 第二爆破孔 3 和第三爆破孔 4 中各自装药段 51 分别所填装的多个水胶炸药管 53， 实现了依次爆破第一爆 破孔 2、 第二爆破孔 3 和第三爆破孔 4 的目的， 弱化了硬岩巷道掘进断面 1 内的硬岩强度。 在本实施例中， 如图 2 所示爆破孔组为 3 个爆破孔的工程参数如下表 1 所示 ：
表 1 爆破孔组为 3 个爆破孔的工程参数由上述可知， 本实施例所提供的技术方案， 针对现有技术中利用综掘设备对普氏 系数达到 8 或者大于 8 的硬岩进行掘进时， 对综掘设备的截割部件会造成严重磨损， 进而影 响岩巷掘进速度的技术缺陷， 实现了弱化硬岩强度、 减少综掘设备截割部件磨损、 保证综掘 设备连续工作， 以及提高岩巷掘进速度的目的。
在上述实施例中， 如图 2 所示， 可在硬岩巷道掘进断面 1 内设第一爆破孔 2、 第二爆 破孔 3 及第三爆破孔 4 作为爆破孔组， 进一步地， 如图 3 为本发明在硬岩巷道掘进断面内设 置爆破孔组后的岩巷断面又一示意图所示， 也可在硬岩巷道掘进断面 1 内单独设第一爆破 孔 2， 再进一步地， 如图 4 为本发明在硬岩巷道掘进断面内设置爆破孔组后的岩巷断面再一 示意图所示， 还可在硬岩巷道掘进断面 1 内设第一爆破孔 2、 第二爆破孔 3、 第三爆破孔 4、 第 四爆破孔 5 及第五爆破孔 6 作为爆破孔组 ； 如图 3 所示爆破孔组为 1 个爆破孔的工程参数 如下表 2 所示， 以及如图 4 所示爆破孔组为 5 个爆破孔的工程参数分别如下表 3 所示 ：
表 2 爆破孔组为 1 个爆破孔的工程参数表 3 爆破孔组为 5 个爆破孔的工程参数
关于所述爆破孔组中所包含 1 个、 3 个、 5 个或更多个爆破孔可根据硬岩巷道掘进 断面 1 的实际工程面积来确定， 且爆破孔组中的爆破孔个数并不限于奇数个， 也可为偶数 个， 其进行硬岩强度弱化施工过程与上述实施是一样的， 这里不再赘述。
最后应说明的是 ： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制， 尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当理解 ： 其依 然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而这些修改或者等同替换亦不能使修 改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。