一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法与流程

技术特征：
1.一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在巷道靠近煤壁一侧的顶板上向上钻取一列间距为l1、直径为d1的钻孔(1)，钻孔(1)的顶端位于厚度为h1的坚硬顶板(2)中，钻孔(1)在坚硬顶板(2)中的深度为h2，钻孔(1)的编号分别为1、2、3、
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、2n；步骤二、将编号为2、4、6、
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、2n的钻孔(1)选为第一组钻孔，在第一组钻孔的位于坚硬顶板(2)处的孔段中放入直径为d1、高度为h1、爆速为v1、爆压为p1的圆柱形复合切缝器(3)，直到放入的圆柱形复合切缝器(3)累计高度达到q1；步骤三、从第一组钻孔中引出导爆索(4)，并采用长度为l2的炮泥(5)封孔；步骤四、将第一组钻孔中引出的导爆索(4)按编号顺序每m1根分为一小组，再依次引爆各小组导爆索(4)，同一小组导爆索(4)同时引爆，第一组钻孔处形成导向裂缝(7)；步骤五、将编号为1、3、5、
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、2n-1的钻孔(1)选为第二组钻孔，在第二组钻孔的位于坚硬顶板(2)处的孔段中放入直径为d2、高度为h2、爆速为v2、爆压为p2的圆柱形炸药(6)，直到放入的炸药(6)累计高度达到q2；步骤六、从第二组钻孔中引出导爆索(4)，并采用长度为l3的炮泥(5)封孔；步骤七、将第二组钻孔中引出的导爆索(4)按编号顺序每m2根分为一小组，再依次引爆各小组导爆索(4)，同一小组导爆索(4)同时引爆，在导向裂缝和第二组钻孔间形成孔缝融合的裂缝面；步骤八、重复执行步骤一至步骤七进行下一列钻孔(1)施工，直到完成坚硬顶板(2)内所有钻孔(1)间连续造缝。2.根据权利要求1所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤一中，钻孔(1)直径d1与坚硬顶板(2)的单轴抗压强度σ、坚硬顶板(2)埋深h相关：当0<h<500m时，当500m≤h<1000m时，当h≥1000m时，式中σ0＝10mpa/mm，d1的单位为mm，σ单位为mpa。3.根据权利要求2所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤一中钻孔(1)在坚硬顶板(2)中的深度h2与坚硬顶板(2)的普氏系数f、坚硬顶板(2)厚度h1相关：当0<f<5时，h2＝0.75h1；当5≤f<10时，h2＝0.80h1；当f≥10时，h2＝0.85h1。4.根据权利要求3所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤一中钻孔(1)间距l1＝0.8～1.0m。5.根据权利要求4所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤二中圆柱形复合切缝器(3)的直径d1与钻孔(1)直径d1的关系为：d1＝0.8d1；步骤五中的圆柱形炸药(6)直径为d2与钻孔(1)直径d1的关系为：d2＝0.75d1。6.根据权利要求5所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤二中，圆柱形复合切缝器(3)的高度h1＝0.25m；步骤五中，圆柱形炸药(6)的高度h2＝0.30m。7.根据权利要求6所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤二中，圆柱形复合切缝器(3)在钻孔(1)中的累计高度q1≥0.70h1；步骤五中，圆柱形炸药(6)在钻孔(1)中的累计高度q2≥0.80h1。
8.根据权利要求6所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤二中圆柱形复合切缝器(3)的爆速2500m/s≤v1≤4500m/s、爆压p1≥5gpa；步骤五中圆柱形炸药(6)的爆速v2≥4500m/s、爆压p2≥8gpa。9.根据权利要求6所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤四中每一小组同时引爆的导爆索(4)数量m1与工作面是否存在冲击倾向性相关：当工作面存在冲击倾向性时，m1＝6～8；当工作面不存在冲击倾向性时，m1＝10～14；步骤七中每一小组同时引爆的导爆索(4)数量m2与工作面是否存在冲击倾向性相关：当工作面存在冲击倾向性时，m2＝3～5；当工作面不存在冲击倾向性时，m2＝6～8。10.根据权利要求6所述的一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，其特征在于，步骤三中炮泥(5)长度l2＝0.4h1、步骤六中炮泥(5)长度l3＝0.5h2。

技术总结
本发明属于矿井坚硬顶板卸压技术领域，具体为一种基于复合聚能时空耦合爆破的定向连续造缝方法，解决了背景技术中的技术问题，其首先在顶板上钻取一列钻孔，钻孔的顶端位于坚硬顶板中；将分为第一组钻孔和第二组钻孔，在第一组钻孔的位于坚硬顶板处的孔段中放入圆柱形复合切缝器，按顺序将导爆索引爆；再在第二组钻孔的位于坚硬顶板处的孔段中放入圆柱形炸药，按顺序引爆导爆索，然后重复以上步骤。本发明通过聚能爆破和复合爆破在引爆时序和安装位置上相互配合、关键参数的限定，够实现裂缝连续性和定向性，实现了造缝成本低、裂缝扩展长、裂缝定向连续等目标。裂缝定向连续等目标。裂缝定向连续等目标。


技术研发人员：邰阳 张小荣 张文阳 刘宏杰 刘俊余 夏洪春 高瑞 孟祥斌
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/2/28