一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法

本发明涉及煤矿开采，具体涉及一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法。

背景技术：

1、在煤矿井下开采技术领域中，目前主要采用水力压裂和爆破预裂技术实现切顶卸压。然而，传统的切缝方法工艺复杂，作业时间长，一定程度制约矿井的高效生产。因此，静态破碎剂凭借其操作简单，安全性高，破岩效果显著，且作业过程不会产生有毒有害气体等特点，近年被广泛应用于煤矿井下开采领域。但传统粉末状破碎剂在煤矿井下中深孔装药施工困难，效率低，劳动强度大。因此，目前煤矿井下开采技术领域静态破碎剂中深孔装药亟待一种快速装填方法。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法，其主要依赖控制系统和作业系统互馈算法实现静态破碎剂中深孔快速装填，通过控制系统实时分析装药数据和精准控制装填过程，实现煤矿井下顶板中深孔静态破碎剂快速装填。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法，包括以下步骤：

4、步骤一：获取装药钻孔的孔深l和孔径d数据后将其传输给控制系统，控制系统根据得到的数据计算单孔静态破碎剂用量m1以及拌和水量m2；

5、步骤二：在装药钻孔内根据封孔长度要求安装囊袋式封孔器，囊袋式封孔器注浆管末端安装快接单向阀，快接单向阀另一侧连接注浆泵的高压管，形成作业系统；

6、步骤三：根据步骤一中的静态破碎剂用量m1和拌和水量m2在搅拌桶内搅拌1～2min至均匀流质状态后，启动注浆泵开始装填，控制系统实时获取管路流量和装药时间，达到装填完成条件后作业系统暂停装药；

7、步骤四：将注浆泵的高压管与快接单向阀断开，高压管快速连接下一个钻孔内的快接单向阀，重复装填作业。

8、优选地，分别在装药钻孔内布置距离传感器、搅拌桶内布置重量传感器、高压管上布置流量传感器，上述传感器分别能够实现孔深与孔径、重量、流量的实时监测并将数据传输给控制系统。

9、优选地，步骤一中静态破碎剂m1、拌和水量m2计算过程为：

10、静态破碎剂m1＝π(d/2)2l·q×1.05，拌和水量m2＝m1×0.4。

11、其中：m1为静态破碎剂单孔用量，kg；q为静态破碎剂单位长度用量，kg/m；d为钻孔直径，m；l为钻孔深度，m；m2为单孔拌和水量，kg。

12、优选地，步骤三中，装填完成条件为：

13、q·t≥m1+m2

14、其中：q为静态破碎剂管路流量，kg/s；t为静态破碎剂装填时间，s。

15、本发明的有益效果在于：

16、1.本方法能够实现静态破碎剂中深孔快速装填，还能快速可靠封孔，有效抑制喷孔，操作便捷、快速、灵活，极大的弥补了现有粉末状静态破碎剂中深孔装药操作困难、作业速度慢等不足，实现了煤矿井下静态破碎剂中深孔快速装填及封孔。

17、2.本方法通过控制系统实时分析装填状态，精准确定静态破碎剂装填量及装填时间，可广泛应用于煤矿井下静态破碎剂中深孔装填，实现了粉末状静态破碎剂中深孔装填作业的普适化。

18、3.本方法作业不产生环境污染，装填方法具有工艺简单、施工快捷、灵活性高、适应性强、安全绿色等优点。

技术特征：

1.一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法，其特征在于，步骤一中，分别在装药钻孔内布置距离传感器、搅拌桶内布置重量传感器和高压管上布置流量传感器，上述各类传感器分别能够实现孔深与孔径、重量、流量的实时监测并将数据传输给控制系统。

3.如权利要求1所述的一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法，其特征在于，步骤一中，静态破碎剂m1、拌和水量m2计算过程为：

4.如权利要求1所述的一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法，其特征在于，步骤三中，装填完成条件为：

技术总结本发明公开了一种煤矿井下中深孔静态破碎剂快速装填方法，包括控制系统计根据获取的钻孔数据计算装药数据；在装药钻孔内安装囊袋式封孔器，囊袋式封孔器注浆管末端通过快接单向阀连接注浆泵的高压管；静态破碎剂根据装药数据配比后在搅拌桶内搅拌至均匀流质状态后，启动注浆泵开始装填，控制系统实时获取管路流量和装药时间，达到装填完成条件后作业系统暂停装药；将注浆泵的高压管与快接单向阀断开，高压管快速连接下一个钻孔内的快接单向阀，重复装填作业。本方法依赖控制系统和作业系统互馈算法实现静态破碎剂中深孔快速装填，通过控制系统实时分析装药数据和精准控制装填过程，实现煤矿井下顶板中深孔静态破碎剂快速装填。技术研发人员：范钢伟,张文辉,郭文豪,范张磊,张世忠,范祎博,岳鑫受保护的技术使用者：中国矿业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13