技术

一、二氧化碳爆破技术目前存在的问题：

针对现有二氧化碳爆破技术存在的问题，二氧化碳爆破提供一种基于二氧化碳爆破的弱化坚硬煤层放顶煤的方法，目的是通过采用在工作面液压支架顶梁之间靠近煤壁的顶板处向上方顶煤打眼进行二氧化碳爆破，对坚硬顶煤进行弱化，节省投资、提高安全性实现本发明目的的技术方案，按照以下步骤进行：

（1）在进行煤层回采过程中，在液压支架顶梁之间靠近煤壁的顶板处，每间隔5～8个液压支架设置穿透顶煤煤体到达煤层顶板的钻孔，钻孔与煤层顶板呈一定倾角α，钻孔的长度为L；

（2）将二氧化碳致裂器置于钻孔内，插至孔底，采用囊袋式或橡胶封孔器封孔，封孔长度为(0.1～0.2)L,并设置止飞器，连接导线，使用发启动加热器，按照钻孔次序依次进行将二氧化碳爆破终使坚硬顶煤产生裂隙，强度弱化。其中，所述的钻孔直径为60mm～80mm，相邻两个钻孔之间的距离为8m~10m。所述的钻孔与煤层顶板呈一定倾角α为30?~60?。所述的随着工作面的回采每间隔一定距离在顶煤实施二氧化碳爆破，即爆破循环步距≤L?cosα。所述的使用启动加热器，使加热二氧化碳致裂器内部的液态二氧化碳成为气体，二氧化碳致裂器中压力持续增大压迫200MPa定压剪切片，使其中的定压剪切片破断，释放高压气体，致裂煤体。与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：本发明采用二氧化碳爆破对坚硬顶煤进行弱化，具体在工作面液压支架顶梁之间靠近煤壁的顶板处向上打眼进行二氧化碳爆破。本发明方法能够节省投资，不必另开工艺巷和增大顺槽断面等，而且二氧化碳致裂器爆破过程中快速释放的二氧化碳气体可以避免因放炮产生明火而引起事故，安全性较高，能有效避免在矿井，顶煤爆破容易引起，爆破后的顶煤裂隙发育，效果直接有效采用二氧化碳爆破对坚硬顶煤进行弱化后，顶煤放出率比顶板致裂之前提高了20%～30%，致裂效果明显，取得了显著的经济效益。经现场观测及统计可知，二氧化碳爆破后煤体呈相对均匀、粒度相对较小的块状结构，放煤过程中煤块呈散体流动状态，放煤顺利，未见煤块或矸石封堵放煤口。

二、二氧化碳爆破操使用范围：

其中：1：回采巷道；2：液压支架；3：采空区；4：实体煤；5：钻孔；6：煤层顶板；7：顶煤；8：爆破裂隙区。

【碳爆破设备】-_2017年二氧化碳气体爆破价格-二氧化爆破成本

三、具体实施方式：

本发明实施例以新疆某煤矿为例进行说明。本实施例的基于二氧化碳爆破的弱化坚硬煤层放顶煤的方法，煤层厚度为12m，采用综合机械化放顶煤方法进行开采，采高3m，放煤高度7m。按照以下步骤进行：

（1）在进行煤层回采过程中，液压支架2顶梁之间靠近煤壁的顶板处，每间隔5个液压支架设置穿透顶煤7煤体到达煤层顶板6的钻孔5，钻孔5与煤层顶板6呈一定倾角α45o，钻孔5的长度L为10m；

（2）将二氧化碳致裂器置于钻孔5内，插至孔底，采用囊袋式或橡胶封孔器封孔，封孔长度为1.5m，并设置止飞器连接导线，使用发启动加，按照钻孔次序依次进行将二氧化碳爆破终使坚硬顶煤7产生裂隙，如图2所示的爆破裂隙区8，强度被弱化。其中，所述的钻孔5直径为65mm，相邻两个钻孔之间的距离为10m。所述的钻孔5与煤层顶板6呈一定倾角α为45?。所述的随着工作面的回采每间隔一定距离在顶煤实施二氧化碳爆破，即爆破循环步距为7m。所述的使用发启动加热器，使加热二氧化碳致裂器内部的液态二氧化碳成为气体，二氧化碳致裂器中压力持续增大压迫200MPa定压剪切片，使其中的定压剪切片破断，释放高压气体，致裂煤体。爆破后顶煤裂隙发育，煤体呈相对均匀、粒度相对较小的块状结构，放煤过程中煤块呈散体流动状态，放煤顺利，未见煤块或矸石封堵放煤口大大方。