一种煤矿井下密闭墙快速爆破拆除方法

摘要

本发明公开了一种煤矿井下密闭墙快速爆破拆除方法，涉及煤矿井下密闭墙拆除技术领域，用以解决现有技术中存在煤矿井下密闭墙拆除成本高、效率低，以及安全性不高的问题。该方法包括：对待拆密闭墙进行爆孔切割，所述爆孔角度在45°～60°之间；向所述爆孔内注水；将压力触发装置固定在所述爆孔内，所述压力触发装置内放置有炸药；根据爆破安全距离，在待拆密闭墙迎爆面设置防护栏；在所述爆破安全距离外，引爆所述压力触发装置内炸药，实现爆破拆除。

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下密闭墙拆除技术领域，更具体的涉及一种煤矿井下密 闭墙快速爆破拆除方法。

背景技术

我国是煤炭产量大国，其中中西部地区64％矿井为高瓦斯矿井，而随着煤 矿开采技术的不断发展，矿井热动力灾害现象发生极为频繁，一旦煤层内部煤 自然发火或瓦斯泄露等事故，为避免人员伤亡及设备财产损失，急需对工作面 及煤层采取有效措施进行封堵，然而当灾情得到有效控制后，首先需要对密闭 进行拆除。

当前矿井密闭墙拆除方法主要有人工拆除法、静力无声爆破和膨胀拆除 法，但是人工拆除法破除时间长，效率低，劳动强度大；静力无声爆破和膨胀 拆除法操作虽然相对安全，但破除效率较低、破除时间长，成本较高。矿井密 闭墙周围环境复杂、工程周期紧张、开采压力大、环境复杂多变、密闭区段顶 底板及两侧巷道围岩容易破裂等影响，因此，现有拆除技术不能满足高效矿井 密闭墙拆除需求。

综上所述，现有技术中，存在煤矿井下密闭墙拆除成本高、效率低，以及 安全性不高的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种煤矿井下密闭墙快速爆破拆除方法，用以解决现有 技术中存在煤矿井下密闭墙拆除成本高、效率低，以及安全性不高的问题。

本发明实施例提供一种煤矿井下密闭墙快速爆破拆除方法，包括：

对待拆密闭墙进行爆孔切割，所述爆孔角度在45°～60°之间；

向所述爆孔内注水；

将压力触发装置固定在所述爆孔内，所述压力触发装置内放置有炸药；

根据爆破安全距离，在待拆密闭墙迎爆面设置防护栏；

在所述爆破安全距离外，引爆所述压力触发装置内炸药，实现爆破拆除。

所述爆孔的深度，由下式确定：

$l\ge \frac{1}{\sin \alpha }(H+h_1)$

其中，l为爆孔的深度，α为爆孔角度；H为待拆密闭墙高度；h₁为底部超 钻。

所述爆破安全距离为井下水压大爆破飞石距离，由下式确定：

$V_1\sqrt{\frac{2h}{g}}\le S\le \frac{{V_1}^2}{g}$

其中，S为爆破安全距离，V₁为飞石速度；h为碎块飞散落差；g为重力加 速度。

所述飞石速度，由下式确定：

$V_1={\left[\frac{(K_1-K_2)\mu }{2{\mathrm{\pi \rho R}}^2{\delta }_1}\right]}^{1/2}$

其中，K₁、K₂分别为第1、第2次水中冲击波能量利用系数，且K₁＝0.31， K₂＝0.17；μ为爆炸功，且μ＝4×10⁵；ρ为待拆密闭墙密度；R为爆源中心至 待拆密闭墙壁的距离；δ₁为待拆密闭墙等效壁厚。

本发明实施例中，直接向带倾角的爆孔内注水，操作简单，节约成本，效 率高；在待拆密闭墙迎爆面设置防护栏，保证了在密闭墙拆除过程中人员设备 安全，降低施工难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例及附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种煤矿井下密闭墙快速爆破拆除方法流程示 意图；

图2为本发明实施例提供的爆孔布置图；

图3为本发明实施例提供的压力触发装置示意图。

附图标记说明：

1-冲击波管，2-药腔室，3-引爆机构，4-引爆拉绳。

具体实施方式

本发明实施例提供一种煤矿井下密闭墙快速爆破拆除方法，包括：对待拆 密闭墙进行爆孔切割，所述爆孔角度在45°～60°之间；向所述爆孔内注水；将 压力触发装置固定在所述爆孔内，所述压力触发装置内放置有炸药；根据爆破 安全距离，在待拆密闭墙迎爆面设置防护栏；在所述爆破安全距离外，引爆所 述压力触发装置内炸药，实现爆破拆除。

图1为本发明实施例提供的一种煤矿井下密闭墙快速爆破拆除方法流程示 意图；包括以下步骤：

步骤S101，对待拆密闭墙进行爆孔切割，所述爆孔角度在45°～60°之间；

所述爆孔深度，由下式确定：

$l\ge \frac{1}{\sin \alpha }(H+h_1)$

其中，l为爆孔的深度，α为爆孔角度；H为待拆密闭墙高度；h₁为底部超 钻。

所述爆孔排距如图2所示；

如图2所示，待拆密闭墙上的爆孔，在墙体的竖向中间切割两排爆孔，在 墙体的横向中间切割一排爆孔。

步骤S102，向所述爆孔内注水。

步骤S103，将压力触发装置固定在所述爆孔内，所述压力触发装置内放置 有炸药；

优选地，如图3所示，所述压力触发装置，包括冲击波管1、药腔室2、 引爆机构3和引爆拉绳4；所述压力触发装置固定在待拆密闭墙的爆孔内，所 述冲击波管1一端伸入所述爆孔内，所述冲击波管1内设置有药腔室1，所述 冲击波管1另一端连接所述引爆机构3，所述引爆机构3与所述引爆拉绳4连 接。

步骤S104，根据爆破安全距离，在待拆密闭墙迎爆面设置防护栏；

所述爆破安全距离为井下水压大爆破飞石距离，由下式确定：

$V_1\sqrt{\frac{2h}{g}}\le S\le \frac{{V_1}^2}{g}$

其中，S为爆破安全距离，V₁为飞石速度；h为碎块飞散落差；g为重力加 速度。

所述飞石速度，由下式确定：

$V_1={\left[\frac{(K_1-K_2)\mu }{2{\mathrm{\pi \rho R}}^2{\delta }_1}\right]}^{1/2}$

其中，K₁、K₂分别为第1、第2次水中冲击波能量利用系数，且K₁＝0.31， K₂＝0.17；μ为爆炸功，且μ＝4×10⁵；ρ为待拆密闭墙密度；R为爆源中心至 待拆密闭墙壁的距离；δ₁为待拆密闭墙等效壁厚。

步骤S105，在所述爆破安全距离外，引爆所述压力触发装置内炸药，实现 爆破拆除；

需要说明的是，在爆破安全距离外，拉动压力触发装置上的引爆拉绳4， 引爆压力触发装置内的炸药，冲击波管1受击后产生很大的压力波，压力波使 储液装置破碎，并以静态水压的方式通过爆孔中的水来传播，从而利用水传播 冲击波破碎待拆密闭墙。

本发明实施例中，直接向带倾角的爆孔内注水，操作简单，节约成本，效 率高；在待拆密闭墙迎爆面设置防护栏，保证了在密闭墙拆除过程中人员设备 安全，降低施工难度。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基 本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要 求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。