急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构的制作方法
急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种炮孔结构，尤其是涉及一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构。
【背景技术】
[0002]放顶煤采煤法是在开采厚煤层时，沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采高为2m?3m的采煤工作面，用综合机械化方式进行回采，利用矿山压力的作用或辅以松动爆破等方法，使顶煤破碎成散体后，由支架后方或上方的“放煤窗口 ”放出，并由刮板运输机运出工作面。结合图1-1和图1-2，目前对急倾斜特厚煤层(煤层倾角45°以上且煤层厚度8m以上的煤层)进行开采时，所采用的采煤工艺如下:首先，采煤工作面1-1停止生产，并利用岩石电钻在所采用工作面支架I的上方打眼；之后，人工利用炮棍装填乳化炸药，并利用炮棍人工封孔；然后，起爆并进行爆破；最后，待炮烟散去后工作面恢复采煤、放煤，这样便完成一个采煤工作循环，采煤工作面1-1向前推进，此处采煤工作面1-1为采用采煤机1-2开采的机采工作面；然后，按照上述打眼、装药、封孔、爆破、采煤和放煤的工序完成下一个采煤工作循环。但采用现有采煤工艺进行放顶煤开采时，通常是在采煤工作面布设前后两排炮眼，每排炮眼均包括多个由左至右布设的炮眼，两排炮眼呈交错布设且二者分别为前排炮眼2-1和位于所述前排炮眼后侧的后排炮眼2-2，其中后排炮眼2-2位于工作面支架I上方，前排炮眼2-1位于工作面支架I的前侧上方；各炮眼内均采用乳化炸药，装药结构采用反向装药，六节大药为一组，配一节引药，每节引药装一发雷管，引药雷管线采用并联方式连接；封孔采用与药卷同规格黄土卷；实际进行起爆时，由左向右每3个炮眼串联起爆，起爆方式为打孔装药后推进一刀后放炮。实际施工过程中，上述炮眼(也称“炮孔”)的布设结构不合理，存在爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题，相应使采煤工艺存在以下问题:第一、工作面回采率较低，安全隐患多，煤炭资源损失大；第二、生产工序错杂，无法保障生产的持续性和推进速度；第三、生产工序没有完全实现机械化，作业效率较低。因而，需对现有采煤工艺中采用的炮孔结构进行改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其结构简单、设计合理、所开炮孔数量少且施工简便、使用效果好，能解决现有炮孔结构存在的爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:包括布设在所开采急倾斜特厚煤层的回采工作面前方的多个爆破面，多个所述爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，相邻两个所述爆破面之间的间距为3m?5m ;所述急倾斜特厚煤层为煤层倾角45°以上且煤层厚度8m以上的煤层，所述急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层、需爆破煤层和工作面保护煤层三个煤层，所述顶煤为所开采急倾斜特厚煤层中位于回采工作面上方的煤层；多个所述爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，所述第一爆破面与所述第二爆破面呈交错布设；所述回采工作面的两侧分别设置有一个通风巷道，两个所述通风巷道分别为进风巷和回风巷；每个所述第一爆破面上均开有多个第一炮孔，多个所述第一炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；每个所述第二爆破面上均开有多个第二炮孔，多个所述第二炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；所述第一炮孔和第二炮孔均为从进风巷由后向前钻入需爆破煤层的炮孔，且第一炮孔和第二炮孔均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔；所述第一炮孔和第二炮孔的内侧上部均为装填炸药的装药段且二者的装药段均位于需爆破煤层内。
[0005]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述第一炮孔和第二炮孔的孔径均为φ 100_?Φ 120_。
[0006]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:多个所述爆破面均位于超前预爆区域内，所述超前预爆区域为位于回采工作面前方的区域且其沿工作面推进方向上的长度LO = L-1。，其中L = 30m?50m，I。为回采工作面的采动影响范围沿工作面推进方向上的长度且I。= 8m?12m。
[0007]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔的数量和各第一炮孔的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔的数量和各第二炮孔的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔与所述第二爆破面上的第二炮孔呈交错布设；所述第一炮孔和第二炮孔的装药段顶端高度均不高于需爆破煤层的顶部高度且其底端高度均高于需爆破煤层的底部高度。
[0008]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述进风巷和回风巷的内侧均留有一个护巷煤柱，所述超前预爆区域位于两个所述护巷煤柱之间；所述超前预爆区域在工作面长度方向上的两侧边界线分别为边界线LI和边界线L2，其中边界线LI为靠近进风巷一侧的边界线，边界线L2为靠近回风巷一侧的边界线。
[0009]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:每个所述第一爆破面上所开第一炮孔的数量均为四个，四个所述第一炮孔沿逆时针方向由后向前分别为1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔，所述1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔与水平面之间的夹角分别为Al、A3、A5和A7 ；
[0010]每个所述第二爆破面上所开第二炮孔的数量均为四个，四个所述第二炮孔沿逆时针方向由后向前分别为2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔，所述2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔与水平面之间的夹角分别为A2、A4、A6和A8 ;其中，Al > A2 > A3 > A4 > A5 >A6 > A7 > A8。
[0011]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔和6#炮孔的顶端均与需爆破煤层的顶部相平齐，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔、6#炮孔和7#炮孔的装药段均位于所述超前预爆区域的左右两侧边界线之间，1#炮孔的装药段顶端位于2#炮孔的装药段底端前侧，2#炮孔的装药段顶端位于3#炮孔的装药段底端前侧，3#炮孔的装药段顶端位于4#炮孔的装药段底端前侧，4#炮孔的装药段顶端位于5#炮孔的装药段底端前侧，5#炮孔的装药段顶端位于6#炮孔的装药段底端前侧，6#炮孔的装药段顶端位于7#炮孔的装药段底端前侧；1#炮孔的装药段底端与边界线LI平齐，8#炮孔的装药段顶端与边界线L2相平齐，7#炮孔的装药段顶端位于需爆破煤层的顶部下方且其位于回风巷内侧所留的护巷煤柱内。
[0012]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔的数量和各第一炮孔的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔的数量和各第二炮孔的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔与所述第二爆破面上的第二炮孔呈交错布设。
[0013]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述工作面保护煤层的厚度为3m?5m，所述护顶煤层的厚度为3m?5m。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、结构简单、设计合理且施工简便，投入成本较低。
[0016]2、将超前预爆区域划分为多个爆破面，多个爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，并将多个爆破面划分为第一爆破面和第二爆破面两种类型，第一爆破面与第二爆破面呈交错布设；每个第一爆破面上钻取多个第一炮孔，每个第二爆破面上钻取多个第二炮孔，第一钻孔和第二钻孔均采用采用钻机从施工完成的进风巷向 内钻取而成，多个第一炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设，多个第二炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设，且第一炮孔和第二炮孔均为从后向前逐渐向上倾斜的炮孔。这样，不仅钻孔施工方便，并且分两次先后进行爆破，在保证顶煤预裂效果的同时，能有效减少炮孔数量，节约时间和人力物力成本，并能大幅加快开采效率。同时，由于炮孔数量减少，相邻两个一次炮孔之间以及相邻两个二次炮孔之间的间距相应增大，能有效减小钻孔炮孔对进风巷的损坏。
[0017]3、炮孔钻取与装药和封孔工序均在进风巷中实施，不仅施工方便，而且施工设备移位简便、省工省时，施工进度快。并且，所采用的施工设备少且操作简便，钻孔和封孔过程能简易实现机械化连续操作，通过自动钻机与封孔器简便、快速完成炮孔的钻取和封孔过程。
[0018]4、多个爆破面均处于超前预爆区域内，该超前预爆区域避开回采工作面的采空影响范围，使煤层开采过程安全可靠，存在的安全隐患少，符合国家安全生产规范一2006年国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局公布施行修改的《煤矿安全规程》第68条的规定。并且，由于超前预爆区域的位于两个护巷煤柱之间，并且第一炮孔和第二炮孔的装药段均位于需爆破顶煤层内，因而能进一步保证煤层开采过程的安全性。
[0019]5、使用效果好且实用价值高、推广应用前景广泛，主要体现在以下几个方面:第一、爆破成本明显降低:由于炮孔数量少且各炮孔位置及装药量设计合理，爆破材料消耗大幅减少，吨煤成本消耗从最高的4.469元下降到1.731元；爆破材料消耗较采用架前爆破减少了 13.4%;第二、施工效率大幅度提升；第三、工人劳动强度也得到了明显降低，同时顶煤爆破效果好，能有提高工作面采出率，并能有效降低工作面粉尘浓度，保障作业人员的身体健康，经济与社会效益显著，具有重大的推广应用价值。
[0020]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、所开炮孔数量少且施工简便、使用效果好，能解决现有炮孔结构存在的爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0022]图1-1为现有放顶煤开采工艺采用的炮眼布设位置示意图。
[0023]图1-2为图1-1的A-A剖视图。
[0024]图2为本实用新型在垂直工作面推进方向上的结构示意图。
[0025]图3为本实用新型第一炮孔和第二炮孔的装药段在工作面推进方向上的平面结构示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]I一工作面支架；1-1 一采煤工作面；1-2—采煤机；
[0028]2-1 一前排炮眼；2_2—后排炮眼；3—进风巷；
[0029]4一回风巷；5—护顶煤层；6—护巷煤柱；
[0030]7一第一炮孔；8—第二炮孔；9一需爆破煤层；
[0031]10—工作面保护煤层；11 一当前回采工作面；12-1—装药孔段；
[0032]12~2—封孔孔段。
【具体实施方式】
[0033]如图2、图3所示，本实用新型包括布设在所开采急倾斜特厚煤层的回采工作面11前方的多个爆破面，多个所述爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，相邻两个所述爆破面之间的间距为3m?5m。所述急倾斜特厚煤层为煤层倾角45°以上且煤层厚度8m以上的煤层，所述急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层5、需爆破煤层9和工作面保护煤层10三个煤层，所述顶煤为所开采急倾斜特厚煤层中位于回采工作面11上方的煤层。多个所述爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，所述第一爆破面与所述第二爆破面呈交错布设。所述回采工作面11的两侧分别设置有一个通风巷道，两个所述通风巷道分别为进风巷3和回风巷4 ;每个所述第一爆破面上均开有多个第一炮孔7，多个所述第一炮孔7呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设。每个所述第二爆破面上均开有多个第二炮孔8，多个所述第二炮孔8呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设。所述第一炮孔7和第二炮孔8均为从进风巷3由后向前钻入需爆破煤层9的炮孔，且第一炮孔7和第二炮孔8均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔。所述第一炮孔7和第二炮孔8的内侧上部均为装填炸药的装药段且二者的装药段均位于需爆破煤层9内。
[0034]本实施例中，所述工作面保护煤层10的厚度为3m?5m，所述护顶煤层5的厚度为3m ?5m0
[0035]所述需爆破煤层9的顶底部边界线分别为顶部边界线L3和底部边界线L4。其中，顶部边界线L3也称为护顶煤线，底部边界线L4也称为工作面保护煤线，顶部边界线L3和底部边界线L4均为水平线。
[0036]实际使用时，所述第一炮孔7和第二炮孔8的孔径均为Φ 10mm?Φ 120mm。
[0037]本实施例中，相邻两个所述爆破面之间的间距为4m，相应地，相邻两个所述第一爆破面之间以及相邻两个所述第二爆破面之间的间距均为Sm。
[0038]实际施工时，可根据具体需要，对相邻两个所述爆破面之间的间距进行相应调整。
[0039]本实施例中，多个所述爆破面均位于超前预爆区域内，所述超前预爆区域为位于回采工作面11前方的区域且其沿工作面推进方向上的长度LO = L-1。，其中L = 30m?50m，I。为回采工作面11的采动影响范围沿工作面推进方向上的长度且I C1= 8m?12m。
[0040]并且，多个所述第一爆破面上所开第一炮孔7的数量和各第一炮孔7的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔8的数量和各第二炮孔8的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔7与所述第二爆破面上的第二炮孔8呈交错布设。所述第一炮孔7和第二炮孔8的装药段顶端高度均不高于需爆破煤层9的顶部高度且其底端高度均高于需爆破煤层9的底部高度。
[0041]本实施例中，所述进风巷3和回风巷4的内侧均留有一个护巷煤柱6，所述超前预爆区域位于两个所述护巷煤柱6之间。所述超前预爆区域在工作面长度方向上的两侧边界线分别为边界线LI和边界线L2，其中边界线LI为靠近进风巷3 —侧的边界线，边界线L2为靠近回风巷4 一侧的边界线。
[0042]本实施例中，每个所述第一爆破面上所开第一炮孔7的数量均为四个，四个所述第一炮孔7沿逆时针方向由后向前分别为1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔，所述1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔与水平面之间的夹角分别为Al、A3、A5和A7 ；
[0043]每个所述第二爆破面上所开第二炮孔8的数量均为四个，四个所述第二炮孔8沿逆时针方向由后向前分别为2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔，所述2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔与水平面之间的夹角分别为A2、A4、A6和A8 ;其中，Al > A2 > A3 > A4 >A5 > A6 > A7 > A8。
[0044]本实施例中，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔和6#炮孔的顶端均与需爆破煤层9的顶部相平齐，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔、6#炮孔和7#炮孔的装药段均位于所述超前预爆区域的左右两侧边界线之间，1#炮孔的装药段顶端位于2#炮孔的装药段底端前侧，2#炮孔的装药段顶端位于3#炮孔的装药段底端前侧，3#炮孔的装药段顶端位于4#炮孔的装药段底端前侧，4#炮孔的装药段顶端位于5#炮孔的装药段底端前侧，5#炮孔的装药段顶端位于6#炮孔的装药段底端前侧，6#炮孔的装药段顶端位于7#炮孔的装药段底端前侧；1#炮孔的装药段底端与边界线LI平齐，8#炮孔的装药段顶端与边界线L2相平齐，7#炮孔的装药段顶端位于需爆破煤层9的顶部下方且其位于回风巷4内侧所留的护巷煤柱6内。
[0045]实际 施工过程中，对第一炮孔7和第二炮孔8进行施工时，采用钻机从进风巷3在每个所述第一爆破面上钻取多个第一炮孔7，并在每个所述第二爆破面上钻取多个第二炮孔8。图2和图3中，黑色加粗段为装药段。待第一炮孔7和第二炮孔8均施工完成后，向第一炮孔7和第二炮孔8的内侧上部均装填炸药，装药完成后对第一炮孔7和第二炮孔8分别进行封孔。封孔之前，在第一炮孔7和第二炮孔8内分别安放雷管和导线。实际进行封孔时，封孔材料为黄泥，所述第一炮孔7和第二炮孔8中除装药段之外的孔段全封。也就是说，所述第一炮孔7和第二炮孔8均分成一个装药孔段12-1和一个封孔孔段12-2。实际进行爆破时，先沿工作面推进方向，由后向前起爆多个所述第一爆破面上的第一炮孔7，对需爆破煤层9进行第一次爆破；之后，再沿工作面推进方向，由后向前起爆多个所述第二爆破面上的第二炮孔8，对需爆破煤层9进行第二次爆破。爆破完成后，对回采工作面11开始沿工作面推进方向由后向前对所述急倾斜特厚煤层进行回采，所述回采工作面11上支设有工作面支架I。众所周知，矿的开采为了安全一般是沿煤层走向从前向后采，先打通巷道进入计划开采面积的远处，正式开采时的工作面称回采工作面。对所述急倾斜特厚煤层进行回采时，沿煤层走向从前向后采。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:包括布设在所开采急倾斜特厚煤层的回采工作面(11)前方的多个爆破面，多个所述爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，相邻两个所述爆破面之间的间距为3m?5m ;所述急倾斜特厚煤层为煤层倾角45°以上且煤层厚度Sm以上的煤层，所述急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层(5)、需爆破煤层(9)和工作面保护煤层(10)三个煤层，所述顶煤为所开采急倾斜特厚煤层中位于回采工作面(11)上方的煤层；多个所述爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，所述第一爆破面与所述第二爆破面呈交错布设；所述回采工作面(11)的两侧分别设置有一个通风巷道，两个所述通风巷道分别为进风巷(3)和回风巷(4);每个所述第一爆破面上均开有多个第一炮孔(7)，多个所述第一炮孔(7)呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；每个所述第二爆破面上均开有多个第二炮孔(8)，多个所述第二炮孔(8)呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；所述第一炮孔(7)和第二炮孔⑶均为从进风巷(3)由后向前钻入需爆破煤层(9)的炮孔，且第一炮孔(7)和第二炮孔(8)均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔；所述第一炮孔(7)和第二炮孔(8)的内侧上部均为装填炸药的装药段且二者的装药段均位于需爆破煤层(9)内。2.按照权利要求1所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述第一炮孔⑵和第二炮孔⑶的孔径均为Φ 10mm?Φ120_。3.按照权利要求1或2所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:多个所述爆破面均位于超前预爆区域内，所述超前预爆区域为位于回采工作面(11)前方的区域且其沿工作面推进方向上的长度LO = L-1。，其中L = 30m?50m，I。为回采工作面(11)的采动影响范围沿工作面推进方向上的长度且Itl= Sm?12m。4.按照权利要求3所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔(7)的数量和各第一炮孔(7)的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔(8)的数量和各第二炮孔(8)的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔(7)与所述第二爆破面上的第二炮孔(8)呈交错布设；所述第一炮孔(7)和第二炮孔(8)的装药段顶端高度均不高于需爆破煤层(9)的顶部高度且其底端高度均高于需爆破煤层(9)的底部高度。5.按照权利要求4所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述进风巷(3)和回风巷(4)的内侧均留有一个护巷煤柱(6)，所述超前预爆区域位于两个所述护巷煤柱(6)之间；所述超前预爆区域在工作面长度方向上的两侧边界线分别为边界线LI和边界线L2，其中边界线LI为靠近进风巷(3) —侧的边界线，边界线L2为靠近回风巷(4) 一侧的边界线。6.按照权利要求5所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:每个所述第一爆破面上所开第一炮孔(7)的数量均为四个，四个所述第一炮孔(7)沿逆时针方向由后向前分别为1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔，所述1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔与水平面之间的夹角分别为Al、A3、A5和A7 ； 每个所述第二爆破面上所开第二炮孔(8)的数量均为四个，四个所述第二炮孔(8)沿逆时针方向由后向前分别为2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔，所述2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔与水平面之间的夹角分别为A2、A4、A6和A8 ;其中，Al > A2 > A3 > A4 >A5 > A6 > A7 > A8。7.按照权利要求6所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔和6#炮孔的顶端均与需爆破煤层(9)的顶部相平齐，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔、6#炮孔和7#炮孔的装药段均位于所述超前预爆区域的左右两侧边界线之间，1#炮孔的装药段顶端位于2#炮孔的装药段底端前侧，2#炮孔的装药段顶端位于3#炮孔的装药段底端前侧，3#炮孔的装药段顶端位于4#炮孔的装药段底端前侧，4#炮孔的装药段顶端位于5#炮孔的装药段底端前侧，5#炮孔的装药段顶端位于6#炮孔的装药段底端前侧，6#炮孔的装药段顶端位于7#炮孔的装药段底端前侧；1#炮孔的装药段底端与边界线LI平齐，8#炮孔的装药段顶端与边界线L2相平齐，7#炮孔的装药段顶端位于需爆破煤层(9)的顶部下方且其位于回风巷(4)内侧所留的护巷煤柱(6)内。8.按照权利要求1或2所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔(7)的数量和各第一炮孔(7)的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔(8)的数量和各第二炮孔(8)的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔(7)与所述第二爆破面上的第二炮孔(8)呈交错布设。9.按照权利要求1或2所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述工作面保护煤层(10)的厚度为3m?5m，所述护顶煤层(5)的厚度为3m?5m。
【专利摘要】本实用新型公开了一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，包括由前至后布设在回采工作面前方的多个爆破面，急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层、需爆破煤层和工作面保护煤层；多个爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，第一爆破面与第二爆破面呈交错布设；第一爆破面上的多个第一炮孔呈扇形布设，第二爆破面上的多个第二炮孔呈扇形布设，第一炮孔和第二炮孔均从进风巷钻入需爆破煤层内且二者均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔，第一炮孔和第二炮孔的装药段均位于需爆破煤层内。本实用新型结构简单、设计合理、炮孔数量少且施工简便、使用效果好，能解决现有炮孔结构存在的爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题。
【IPC分类】E21C41/16, F42D1/00
【公开号】CN204678995
【申请号】CN201520364777
【发明人】来兴平, 陈建强, 崔峰, 曹建涛, 单鹏飞, 漆涛, 张新战, 蒋东晖, 蒋新军, 常博
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月31日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种炮孔结构，尤其是涉及一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构。
【背景技术】
[0002]放顶煤采煤法是在开采厚煤层时，沿煤层的底板或煤层某一厚度范围内的底部布置一个采高为2m?3m的采煤工作面，用综合机械化方式进行回采，利用矿山压力的作用或辅以松动爆破等方法，使顶煤破碎成散体后，由支架后方或上方的“放煤窗口 ”放出，并由刮板运输机运出工作面。结合图1-1和图1-2，目前对急倾斜特厚煤层(煤层倾角45°以上且煤层厚度8m以上的煤层)进行开采时，所采用的采煤工艺如下:首先，采煤工作面1-1停止生产，并利用岩石电钻在所采用工作面支架I的上方打眼；之后，人工利用炮棍装填乳化炸药，并利用炮棍人工封孔；然后，起爆并进行爆破；最后，待炮烟散去后工作面恢复采煤、放煤，这样便完成一个采煤工作循环，采煤工作面1-1向前推进，此处采煤工作面1-1为采用采煤机1-2开采的机采工作面；然后，按照上述打眼、装药、封孔、爆破、采煤和放煤的工序完成下一个采煤工作循环。但采用现有采煤工艺进行放顶煤开采时，通常是在采煤工作面布设前后两排炮眼，每排炮眼均包括多个由左至右布设的炮眼，两排炮眼呈交错布设且二者分别为前排炮眼2-1和位于所述前排炮眼后侧的后排炮眼2-2，其中后排炮眼2-2位于工作面支架I上方，前排炮眼2-1位于工作面支架I的前侧上方；各炮眼内均采用乳化炸药，装药结构采用反向装药，六节大药为一组，配一节引药，每节引药装一发雷管，引药雷管线采用并联方式连接；封孔采用与药卷同规格黄土卷；实际进行起爆时，由左向右每3个炮眼串联起爆，起爆方式为打孔装药后推进一刀后放炮。实际施工过程中，上述炮眼(也称“炮孔”)的布设结构不合理，存在爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题，相应使采煤工艺存在以下问题:第一、工作面回采率较低，安全隐患多，煤炭资源损失大；第二、生产工序错杂，无法保障生产的持续性和推进速度；第三、生产工序没有完全实现机械化，作业效率较低。因而，需对现有采煤工艺中采用的炮孔结构进行改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其结构简单、设计合理、所开炮孔数量少且施工简便、使用效果好，能解决现有炮孔结构存在的爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:包括布设在所开采急倾斜特厚煤层的回采工作面前方的多个爆破面，多个所述爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，相邻两个所述爆破面之间的间距为3m?5m ;所述急倾斜特厚煤层为煤层倾角45°以上且煤层厚度8m以上的煤层，所述急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层、需爆破煤层和工作面保护煤层三个煤层，所述顶煤为所开采急倾斜特厚煤层中位于回采工作面上方的煤层；多个所述爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，所述第一爆破面与所述第二爆破面呈交错布设；所述回采工作面的两侧分别设置有一个通风巷道，两个所述通风巷道分别为进风巷和回风巷；每个所述第一爆破面上均开有多个第一炮孔，多个所述第一炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；每个所述第二爆破面上均开有多个第二炮孔，多个所述第二炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；所述第一炮孔和第二炮孔均为从进风巷由后向前钻入需爆破煤层的炮孔，且第一炮孔和第二炮孔均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔；所述第一炮孔和第二炮孔的内侧上部均为装填炸药的装药段且二者的装药段均位于需爆破煤层内。
[0005]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述第一炮孔和第二炮孔的孔径均为φ 100_?Φ 120_。
[0006]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:多个所述爆破面均位于超前预爆区域内，所述超前预爆区域为位于回采工作面前方的区域且其沿工作面推进方向上的长度LO = L-1。，其中L = 30m?50m，I。为回采工作面的采动影响范围沿工作面推进方向上的长度且I。= 8m?12m。
[0007]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔的数量和各第一炮孔的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔的数量和各第二炮孔的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔与所述第二爆破面上的第二炮孔呈交错布设；所述第一炮孔和第二炮孔的装药段顶端高度均不高于需爆破煤层的顶部高度且其底端高度均高于需爆破煤层的底部高度。
[0008]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述进风巷和回风巷的内侧均留有一个护巷煤柱，所述超前预爆区域位于两个所述护巷煤柱之间；所述超前预爆区域在工作面长度方向上的两侧边界线分别为边界线LI和边界线L2，其中边界线LI为靠近进风巷一侧的边界线，边界线L2为靠近回风巷一侧的边界线。
[0009]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:每个所述第一爆破面上所开第一炮孔的数量均为四个，四个所述第一炮孔沿逆时针方向由后向前分别为1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔，所述1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔与水平面之间的夹角分别为Al、A3、A5和A7 ；
[0010]每个所述第二爆破面上所开第二炮孔的数量均为四个，四个所述第二炮孔沿逆时针方向由后向前分别为2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔，所述2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔与水平面之间的夹角分别为A2、A4、A6和A8 ;其中，Al > A2 > A3 > A4 > A5 >A6 > A7 > A8。
[0011]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔和6#炮孔的顶端均与需爆破煤层的顶部相平齐，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔、6#炮孔和7#炮孔的装药段均位于所述超前预爆区域的左右两侧边界线之间，1#炮孔的装药段顶端位于2#炮孔的装药段底端前侧，2#炮孔的装药段顶端位于3#炮孔的装药段底端前侧，3#炮孔的装药段顶端位于4#炮孔的装药段底端前侧，4#炮孔的装药段顶端位于5#炮孔的装药段底端前侧，5#炮孔的装药段顶端位于6#炮孔的装药段底端前侧，6#炮孔的装药段顶端位于7#炮孔的装药段底端前侧；1#炮孔的装药段底端与边界线LI平齐，8#炮孔的装药段顶端与边界线L2相平齐，7#炮孔的装药段顶端位于需爆破煤层的顶部下方且其位于回风巷内侧所留的护巷煤柱内。
[0012]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔的数量和各第一炮孔的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔的数量和各第二炮孔的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔与所述第二爆破面上的第二炮孔呈交错布设。
[0013]上述急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征是:所述工作面保护煤层的厚度为3m?5m，所述护顶煤层的厚度为3m?5m。
[0014]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0015]1、结构简单、设计合理且施工简便，投入成本较低。
[0016]2、将超前预爆区域划分为多个爆破面，多个爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，并将多个爆破面划分为第一爆破面和第二爆破面两种类型，第一爆破面与第二爆破面呈交错布设；每个第一爆破面上钻取多个第一炮孔，每个第二爆破面上钻取多个第二炮孔，第一钻孔和第二钻孔均采用采用钻机从施工完成的进风巷向 内钻取而成，多个第一炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设，多个第二炮孔呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设，且第一炮孔和第二炮孔均为从后向前逐渐向上倾斜的炮孔。这样，不仅钻孔施工方便，并且分两次先后进行爆破，在保证顶煤预裂效果的同时，能有效减少炮孔数量，节约时间和人力物力成本，并能大幅加快开采效率。同时，由于炮孔数量减少，相邻两个一次炮孔之间以及相邻两个二次炮孔之间的间距相应增大，能有效减小钻孔炮孔对进风巷的损坏。
[0017]3、炮孔钻取与装药和封孔工序均在进风巷中实施，不仅施工方便，而且施工设备移位简便、省工省时，施工进度快。并且，所采用的施工设备少且操作简便，钻孔和封孔过程能简易实现机械化连续操作，通过自动钻机与封孔器简便、快速完成炮孔的钻取和封孔过程。
[0018]4、多个爆破面均处于超前预爆区域内，该超前预爆区域避开回采工作面的采空影响范围，使煤层开采过程安全可靠，存在的安全隐患少，符合国家安全生产规范一2006年国家安全生产监督管理总局和国家煤矿安全监察局公布施行修改的《煤矿安全规程》第68条的规定。并且，由于超前预爆区域的位于两个护巷煤柱之间，并且第一炮孔和第二炮孔的装药段均位于需爆破顶煤层内，因而能进一步保证煤层开采过程的安全性。
[0019]5、使用效果好且实用价值高、推广应用前景广泛，主要体现在以下几个方面:第一、爆破成本明显降低:由于炮孔数量少且各炮孔位置及装药量设计合理，爆破材料消耗大幅减少，吨煤成本消耗从最高的4.469元下降到1.731元；爆破材料消耗较采用架前爆破减少了 13.4%;第二、施工效率大幅度提升；第三、工人劳动强度也得到了明显降低，同时顶煤爆破效果好，能有提高工作面采出率，并能有效降低工作面粉尘浓度，保障作业人员的身体健康，经济与社会效益显著，具有重大的推广应用价值。
[0020]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、所开炮孔数量少且施工简便、使用效果好，能解决现有炮孔结构存在的爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0022]图1-1为现有放顶煤开采工艺采用的炮眼布设位置示意图。
[0023]图1-2为图1-1的A-A剖视图。
[0024]图2为本实用新型在垂直工作面推进方向上的结构示意图。
[0025]图3为本实用新型第一炮孔和第二炮孔的装药段在工作面推进方向上的平面结构示意图。
[0026]附图标记说明:
[0027]I一工作面支架；1-1 一采煤工作面；1-2—采煤机；
[0028]2-1 一前排炮眼；2_2—后排炮眼；3—进风巷；
[0029]4一回风巷；5—护顶煤层；6—护巷煤柱；
[0030]7一第一炮孔；8—第二炮孔；9一需爆破煤层；
[0031]10—工作面保护煤层；11 一当前回采工作面；12-1—装药孔段；
[0032]12~2—封孔孔段。
【具体实施方式】
[0033]如图2、图3所示，本实用新型包括布设在所开采急倾斜特厚煤层的回采工作面11前方的多个爆破面，多个所述爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，相邻两个所述爆破面之间的间距为3m?5m。所述急倾斜特厚煤层为煤层倾角45°以上且煤层厚度8m以上的煤层，所述急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层5、需爆破煤层9和工作面保护煤层10三个煤层，所述顶煤为所开采急倾斜特厚煤层中位于回采工作面11上方的煤层。多个所述爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，所述第一爆破面与所述第二爆破面呈交错布设。所述回采工作面11的两侧分别设置有一个通风巷道，两个所述通风巷道分别为进风巷3和回风巷4 ;每个所述第一爆破面上均开有多个第一炮孔7，多个所述第一炮孔7呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设。每个所述第二爆破面上均开有多个第二炮孔8，多个所述第二炮孔8呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设。所述第一炮孔7和第二炮孔8均为从进风巷3由后向前钻入需爆破煤层9的炮孔，且第一炮孔7和第二炮孔8均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔。所述第一炮孔7和第二炮孔8的内侧上部均为装填炸药的装药段且二者的装药段均位于需爆破煤层9内。
[0034]本实施例中，所述工作面保护煤层10的厚度为3m?5m，所述护顶煤层5的厚度为3m ?5m0
[0035]所述需爆破煤层9的顶底部边界线分别为顶部边界线L3和底部边界线L4。其中，顶部边界线L3也称为护顶煤线，底部边界线L4也称为工作面保护煤线，顶部边界线L3和底部边界线L4均为水平线。
[0036]实际使用时，所述第一炮孔7和第二炮孔8的孔径均为Φ 10mm?Φ 120mm。
[0037]本实施例中，相邻两个所述爆破面之间的间距为4m，相应地，相邻两个所述第一爆破面之间以及相邻两个所述第二爆破面之间的间距均为Sm。
[0038]实际施工时，可根据具体需要，对相邻两个所述爆破面之间的间距进行相应调整。
[0039]本实施例中，多个所述爆破面均位于超前预爆区域内，所述超前预爆区域为位于回采工作面11前方的区域且其沿工作面推进方向上的长度LO = L-1。，其中L = 30m?50m，I。为回采工作面11的采动影响范围沿工作面推进方向上的长度且I C1= 8m?12m。
[0040]并且，多个所述第一爆破面上所开第一炮孔7的数量和各第一炮孔7的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔8的数量和各第二炮孔8的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔7与所述第二爆破面上的第二炮孔8呈交错布设。所述第一炮孔7和第二炮孔8的装药段顶端高度均不高于需爆破煤层9的顶部高度且其底端高度均高于需爆破煤层9的底部高度。
[0041]本实施例中，所述进风巷3和回风巷4的内侧均留有一个护巷煤柱6，所述超前预爆区域位于两个所述护巷煤柱6之间。所述超前预爆区域在工作面长度方向上的两侧边界线分别为边界线LI和边界线L2，其中边界线LI为靠近进风巷3 —侧的边界线，边界线L2为靠近回风巷4 一侧的边界线。
[0042]本实施例中，每个所述第一爆破面上所开第一炮孔7的数量均为四个，四个所述第一炮孔7沿逆时针方向由后向前分别为1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔，所述1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔与水平面之间的夹角分别为Al、A3、A5和A7 ；
[0043]每个所述第二爆破面上所开第二炮孔8的数量均为四个，四个所述第二炮孔8沿逆时针方向由后向前分别为2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔，所述2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔与水平面之间的夹角分别为A2、A4、A6和A8 ;其中，Al > A2 > A3 > A4 >A5 > A6 > A7 > A8。
[0044]本实施例中，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔和6#炮孔的顶端均与需爆破煤层9的顶部相平齐，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔、6#炮孔和7#炮孔的装药段均位于所述超前预爆区域的左右两侧边界线之间，1#炮孔的装药段顶端位于2#炮孔的装药段底端前侧，2#炮孔的装药段顶端位于3#炮孔的装药段底端前侧，3#炮孔的装药段顶端位于4#炮孔的装药段底端前侧，4#炮孔的装药段顶端位于5#炮孔的装药段底端前侧，5#炮孔的装药段顶端位于6#炮孔的装药段底端前侧，6#炮孔的装药段顶端位于7#炮孔的装药段底端前侧；1#炮孔的装药段底端与边界线LI平齐，8#炮孔的装药段顶端与边界线L2相平齐，7#炮孔的装药段顶端位于需爆破煤层9的顶部下方且其位于回风巷4内侧所留的护巷煤柱6内。
[0045]实际 施工过程中，对第一炮孔7和第二炮孔8进行施工时，采用钻机从进风巷3在每个所述第一爆破面上钻取多个第一炮孔7，并在每个所述第二爆破面上钻取多个第二炮孔8。图2和图3中，黑色加粗段为装药段。待第一炮孔7和第二炮孔8均施工完成后，向第一炮孔7和第二炮孔8的内侧上部均装填炸药，装药完成后对第一炮孔7和第二炮孔8分别进行封孔。封孔之前，在第一炮孔7和第二炮孔8内分别安放雷管和导线。实际进行封孔时，封孔材料为黄泥，所述第一炮孔7和第二炮孔8中除装药段之外的孔段全封。也就是说，所述第一炮孔7和第二炮孔8均分成一个装药孔段12-1和一个封孔孔段12-2。实际进行爆破时，先沿工作面推进方向，由后向前起爆多个所述第一爆破面上的第一炮孔7，对需爆破煤层9进行第一次爆破；之后，再沿工作面推进方向，由后向前起爆多个所述第二爆破面上的第二炮孔8，对需爆破煤层9进行第二次爆破。爆破完成后，对回采工作面11开始沿工作面推进方向由后向前对所述急倾斜特厚煤层进行回采，所述回采工作面11上支设有工作面支架I。众所周知，矿的开采为了安全一般是沿煤层走向从前向后采，先打通巷道进入计划开采面积的远处，正式开采时的工作面称回采工作面。对所述急倾斜特厚煤层进行回采时，沿煤层走向从前向后采。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:包括布设在所开采急倾斜特厚煤层的回采工作面(11)前方的多个爆破面，多个所述爆破面由前至后布设且其均为与工作面推进方向呈垂直布设的平面，相邻两个所述爆破面之间的间距为3m?5m ;所述急倾斜特厚煤层为煤层倾角45°以上且煤层厚度Sm以上的煤层，所述急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层(5)、需爆破煤层(9)和工作面保护煤层(10)三个煤层，所述顶煤为所开采急倾斜特厚煤层中位于回采工作面(11)上方的煤层；多个所述爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，所述第一爆破面与所述第二爆破面呈交错布设；所述回采工作面(11)的两侧分别设置有一个通风巷道，两个所述通风巷道分别为进风巷(3)和回风巷(4);每个所述第一爆破面上均开有多个第一炮孔(7)，多个所述第一炮孔(7)呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；每个所述第二爆破面上均开有多个第二炮孔(8)，多个所述第二炮孔(8)呈扇形布设且其沿逆时针方向由后向前进行布设；所述第一炮孔(7)和第二炮孔⑶均为从进风巷(3)由后向前钻入需爆破煤层(9)的炮孔，且第一炮孔(7)和第二炮孔(8)均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔；所述第一炮孔(7)和第二炮孔(8)的内侧上部均为装填炸药的装药段且二者的装药段均位于需爆破煤层(9)内。2.按照权利要求1所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述第一炮孔⑵和第二炮孔⑶的孔径均为Φ 10mm?Φ120_。3.按照权利要求1或2所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:多个所述爆破面均位于超前预爆区域内，所述超前预爆区域为位于回采工作面(11)前方的区域且其沿工作面推进方向上的长度LO = L-1。，其中L = 30m?50m，I。为回采工作面(11)的采动影响范围沿工作面推进方向上的长度且Itl= Sm?12m。4.按照权利要求3所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔(7)的数量和各第一炮孔(7)的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔(8)的数量和各第二炮孔(8)的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔(7)与所述第二爆破面上的第二炮孔(8)呈交错布设；所述第一炮孔(7)和第二炮孔(8)的装药段顶端高度均不高于需爆破煤层(9)的顶部高度且其底端高度均高于需爆破煤层(9)的底部高度。5.按照权利要求4所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述进风巷(3)和回风巷(4)的内侧均留有一个护巷煤柱(6)，所述超前预爆区域位于两个所述护巷煤柱(6)之间；所述超前预爆区域在工作面长度方向上的两侧边界线分别为边界线LI和边界线L2，其中边界线LI为靠近进风巷(3) —侧的边界线，边界线L2为靠近回风巷(4) 一侧的边界线。6.按照权利要求5所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:每个所述第一爆破面上所开第一炮孔(7)的数量均为四个，四个所述第一炮孔(7)沿逆时针方向由后向前分别为1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔，所述1#炮孔、3#炮孔、5#炮孔和7#炮孔与水平面之间的夹角分别为Al、A3、A5和A7 ； 每个所述第二爆破面上所开第二炮孔(8)的数量均为四个，四个所述第二炮孔(8)沿逆时针方向由后向前分别为2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔，所述2#炮孔、4#炮孔、6#炮孔和8#炮孔与水平面之间的夹角分别为A2、A4、A6和A8 ;其中，Al > A2 > A3 > A4 >A5 > A6 > A7 > A8。7.按照权利要求6所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔和6#炮孔的顶端均与需爆破煤层(9)的顶部相平齐，所述1#炮孔、2#炮孔、3#炮孔、4#炮孔、5#炮孔、6#炮孔和7#炮孔的装药段均位于所述超前预爆区域的左右两侧边界线之间，1#炮孔的装药段顶端位于2#炮孔的装药段底端前侧，2#炮孔的装药段顶端位于3#炮孔的装药段底端前侧，3#炮孔的装药段顶端位于4#炮孔的装药段底端前侧，4#炮孔的装药段顶端位于5#炮孔的装药段底端前侧，5#炮孔的装药段顶端位于6#炮孔的装药段底端前侧，6#炮孔的装药段顶端位于7#炮孔的装药段底端前侧；1#炮孔的装药段底端与边界线LI平齐，8#炮孔的装药段顶端与边界线L2相平齐，7#炮孔的装药段顶端位于需爆破煤层(9)的顶部下方且其位于回风巷(4)内侧所留的护巷煤柱(6)内。8.按照权利要求1或2所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:多个所述第一爆破面上所开第一炮孔(7)的数量和各第一炮孔(7)的布设位置与结构均相同，多个所述第二爆破面上所开第二炮孔(8)的数量和各第二炮孔(8)的布设位置与结构均相同，所述第一爆破面上的第一炮孔(7)与所述第二爆破面上的第二炮孔(8)呈交错布设。9.按照权利要求1或2所述的急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，其特征在于:所述工作面保护煤层(10)的厚度为3m?5m，所述护顶煤层(5)的厚度为3m?5m。
【专利摘要】本实用新型公开了一种急倾斜特厚煤层开采用顶煤超前预爆炮孔结构，包括由前至后布设在回采工作面前方的多个爆破面，急倾斜特厚煤层的顶煤由下至上分为护顶煤层、需爆破煤层和工作面保护煤层；多个爆破面包括多个第一爆破面和多个第二爆破面，第一爆破面与第二爆破面呈交错布设；第一爆破面上的多个第一炮孔呈扇形布设，第二爆破面上的多个第二炮孔呈扇形布设，第一炮孔和第二炮孔均从进风巷钻入需爆破煤层内且二者均为由后向前逐渐向上倾斜的炮孔，第一炮孔和第二炮孔的装药段均位于需爆破煤层内。本实用新型结构简单、设计合理、炮孔数量少且施工简便、使用效果好，能解决现有炮孔结构存在的爆破材料用量大、施工复杂、使用效果较差等问题。
【IPC分类】E21C41/16, F42D1/00
【公开号】CN204678995
【申请号】CN201520364777
【发明人】来兴平, 陈建强, 崔峰, 曹建涛, 单鹏飞, 漆涛, 张新战, 蒋东晖, 蒋新军, 常博
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月31日
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