用于切顶沿空留巷定向预裂爆破的封孔装置及其使用方法

本发明涉及定向预裂爆破，具体涉及一种用于切顶沿空留巷定向预裂爆破的封孔装置及其使用方法。

背景技术：

1、能源是人类文明进步的基础，关系到人类的生存和发展，全球能源需求至少在相当长的一段时期内仍会持续增长。煤炭是保障能源供应的基础能源，在维持国际能源结构中发挥着重要作用。定向预裂爆破技术在煤矿切顶沿空留巷方法中被广泛应用。在切顶沿空留巷方法中，随着工作面开采煤层厚度的增加，定向预裂爆破孔的深度和单个炮孔装药量也随之增加，对应的炮孔的封泥长度也随之增加。定向预裂爆破孔炮泥长度的增加，会减少炮孔末端爆破的装药量,导致炮孔末端的切顶卸压效果达不到设计效果。而且随着炮孔长度的增加，单个炮孔的装药量也随之增加，炮泥封孔的效果也会越来越差，会导致大范围的炮孔冲孔，冲孔而出的岩石碎屑严重威胁着井下采煤设备与作业人员的安全。另外，较长的炮孔封泥长长度也会大幅降低单个炮孔的装药速度（这是因为使用炮泥封孔时需要完全使用人工将炮孔末端的炮泥进行捣实，当炮泥封孔长度较长时，捣实炮泥所需要的时间会很长，另外若炮泥封孔长度较长，人工很难将封孔的炮泥进行捣实），进而会影响定向预裂爆破及切顶沿空留巷的施工进度。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种用于切顶沿空留巷定向预裂爆破的封孔装置及其使用方法，以解决现有厚煤层工作面切顶沿空留巷方法中定向预裂爆破孔炮孔封泥长度较长、封孔效果较差、冲孔率较高和封孔速度较慢等一系列问题。

2、一种用于切顶沿空留巷定向预裂爆破的封孔装置，包括：

3、套管，用于安装于炮孔末端的聚能管与炮泥中间，套管的外径与炮孔的直径相同；

4、锥形体，上端直径与套管外径相同，下端直径小于套管内径，所述锥形体装设于所述套管上端，所述锥形体下端伸入所述套管中。

5、进一步地，所述套管的周壁设有多个通孔。

6、进一步地，所述锥形体贯穿设有安装孔，以通过雷管的引线。

7、本发明还提供一种封孔装置的使用方法，包括步骤：

8、进行炮孔施工；

9、安装聚能管，聚能管内装设炸药和雷管，聚能管末端安装封孔装置，使用炮泥封堵炮孔；

10、进行起爆，炮孔内炸药爆破所产生的爆轰气流及爆轰波推动锥形体向套管中运动以扩大套管的直径，从而增加套管和炮孔壁之间的摩擦力来帮助炮泥一起实现爆破孔的封孔，另外由于套管上通孔的存在，当套管直径增大时会使得套管外壁变的凹凸不平，这可以增加套管与炮孔壁之间的摩擦力。

11、本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

12、传统的炮泥封孔主要是一种被动封孔技术，即利用人工捣实炮泥，利用炮泥和炮孔壁之间的摩擦力来进行封堵炮孔。

13、本发明是一种主动封孔技术，在爆破时，封孔装置利用炸药爆破时产生的冲击气流可以推动锥形体向套管中运动来增加套管和炮孔壁的摩擦力来帮助炮泥来一起实现爆破孔的封孔效果。

14、使用该装置后可以大幅度的减少深孔中的炮孔封泥长度，例如在20m深的炮孔中一般封泥长度为2.5m，若仍然采用人工捣实炮孔末端的2.5m泡泥，不但捣实较为困难，而且严重会严重影响定向预裂爆破的速度，并进一步影响切顶沿空留巷的速度。另外，若2.5m长的泡泥封孔不彻底，爆破时冲孔的岩石碎屑和炮泥会对炮孔下方的机械设备产生较大的破坏。但使用该封孔装置后，由于该装置的存在，可以大幅度的降低炮泥的封孔长度，而且由于该装置的主动封孔作用，可以明显的降低炮孔的冲孔率。

15、另外，该封孔装置安装在炮泥和聚能管中间，可以大幅度减少单个定向预裂爆破孔中封泥的长度，这不但可以增加单个炮孔中的装药长度，而且由于单个炮孔中封泥长度的减少，还可以减少单个炮孔的装药时间。这不但有助于提高定向预裂爆破的切缝卸压效果和还可以提高定向预裂爆破施工速度。

技术特征：

1.一种用于切顶沿空留巷定向预裂爆破的封孔装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的封孔装置，其特征在于，所述套管的周壁设有多个通孔。

3.根据权利要求1所述的封孔装置，其特征在于，所述锥形体贯穿设有安装孔，以通过雷管的引线。

4.一种如权利要求1所述的封孔装置的使用方法，其特征在于，包括步骤：

技术总结一种用于切顶沿空留巷定向预裂爆破的封孔装置及其使用方法，装置包括：套管，用于安装于炮孔末端的聚能管与炮泥中间，套管的外径与炮孔的直径相同；锥形体，上端直径与套管外径相同，下端直径小于套管内径，所述锥形体装设于所述套管上端，所述锥形体下端伸入所述套管中。所述封孔装置可以大幅度减少单个定向预裂爆破孔中封泥的长度。技术研发人员：王瑞,王浩森,马立强,柏建彪,张伟光,常治国,王明星受保护的技术使用者：新疆工程学院技术研发日：技术公布日：2024/7/18