适用于中深孔采场悬顶的爆破结构的制作方法

1.本实用新型涉及矿山开采技术领域，特别是涉及一种适用于中深孔采场悬顶的爆破结构。


背景技术：

2.在矿山开采工程中，中深孔采场一般分两步骤进行回采，两步骤采场采切工程基本同时进行。在采场进行正常排面爆破时，随着回采的进行，采场顶部左右两侧会受中深孔炮孔施工长度及装药密度不足等因素影响，造成采场出现悬顶，在采场顶部形成拱形结构，若不及时处理悬顶，后续排面爆破时自由面和补偿空间不够，悬顶情况会一直延续下去，造成采场矿石损失，也给矿山日常生产带来安全隐患。
3.对于悬顶的处理，传统的方法是在悬顶后形成的小空场状态下进行采出矿，为了防止空场顶板垮塌、保证安全生产，绝大部分崩落矿石被遗留在小空场内，只能采出少部分矿石，继续进行后排中深孔爆破、出矿，导致采矿损失率高达 60～70％，采矿回收率只能达到30～40％，不仅造成资源的浪费而且空场顶板不稳定，随时有垮塌下落的可能，对安全生产造成危害，不能满足矿山安全生产需要。
4.现有技术中公开了一种中深孔爆破处理悬顶的方法，在回采巷道的顶部岩层由悬顶区域向回采巷道内依次设置第一排、第二排、第三排中深孔，每排中深孔呈扇形排布构成扇形中深孔，第一排、第二排中深孔延伸至悬顶区域；向中深孔内充填炸药和毫秒延期导爆管，引爆炸药将悬顶崩落。这种技术虽然在悬顶区域与回采巷道之间设置中深孔，能够对悬顶进行爆破处理。但是，这种技术采用中深孔间隔装药的方法，对悬顶的爆破效果并不够好，在爆破时很容易影响相邻回采巷道的正常作业。
5.因此，设计一种结构简单、能及时处理悬顶、不影响采场的回采作业、悬顶爆破效果好的适用于中深孔采场悬顶的爆破结构就很有必要。


技术实现要素：

6.为了克服上述问题，本实用新型提供一种适用于中深孔采场悬顶的爆破结构，通过在目标悬顶所处采场的两侧向悬顶开设炮孔，并仅在炮孔的位于悬顶所处采场的区段充填炸药，在快速准确爆破悬顶时，不影响目标悬顶所处采场的正常作业，且炮孔能在后续二步骤中中深孔采场开采时继续沿用，减少了施工量且提高了采矿效率。
7.为实现上述的目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种适用于中深孔采场悬顶的爆破结构，中深孔采场包括若干盘区采场，任意一个所述盘区采场均包括具有悬顶的中间采场、以及分设于所述中间采场两侧的边侧采场；爆破结构包括设置于两个所述边侧采场处并延伸至所述悬顶处的若干中深孔炮孔、以及设置于所述中间采场处并沿竖直方向延伸至所述悬顶处的若干上向竖直炮孔，所述中深孔炮孔均包括位于所述边侧采场内的不装药段、以及位于所述中间采场内的装药段，所述上向竖直炮孔均包括位于所述中间采场内的竖直炮孔不装药段、以及位于所述悬顶内的竖直炮
孔装药段。
9.进一步的，两组所述边侧采场包括设置于所述中间采场左侧的左侧采场、以及设置于所述中间采场右侧的右侧采场；所述左侧采场与所述右侧采场均设置有彼此平行的凿岩巷道。
10.进一步的，所述中深孔炮孔的一端与所述凿岩巷道连通，其另一端位于所述悬顶处。
11.进一步的，位于所述中间采场的同一侧的所述若干中深孔炮孔并排设置，并沿所述凿岩巷道的延伸方向设置。
12.进一步的，所述若干中深孔炮孔的顶端均位于同一高度。
13.进一步的，所述若干中深孔炮孔的排数依据所述悬顶的长度设置，其中，相邻两排所述中深孔炮孔的排面的间距为1.3～1.6m。
14.进一步的，位于同一排的所述中深孔炮孔的数量依据中深孔采场凿岩爆破参数以及所述悬顶的位置和赋存状况。
15.进一步的，所述装药段内全长铺设导爆索。
16.进一步的，所述中深孔炮孔采用微差爆破，并由靠近所述悬顶的自由面的左右两侧的第一个所述中深孔炮孔依次向上进行逐段位微差爆破。
17.进一步的，所述微差爆破的段位延后间隔时间为25～50ms。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.1.本实用新型的适用于中深孔采场悬顶的爆破结构，通过将采场分段，并在目标悬顶所处采场的两侧采场向悬顶开设炮孔，并仅在炮孔的位于悬顶所处采场的区段充填炸药，能够精准爆破悬顶，且不会造成炸药的浪费，也不影响相邻采场内矿体及周边岩体的稳定性。此外，在快速准确爆破悬顶时，不影响目标悬顶所处采场的正常作业，且悬顶的爆破效果好、处理成本低、矿石损失率较小。
20.2.本实用新型的适用于中深孔采场悬顶的爆破结构，通过对采场进行分步骤开采，在一步骤中开设炮孔对悬顶进行爆破，且开设的炮孔能在后续二步骤中深孔采场开采时继续沿用，将装药位置安排在二步骤中深孔采场需正常爆破的位置即可实现，减少了整个工程的施工量，提高了采矿效率。
21.3.本实用新型的适用于中深孔采场悬顶的爆破结构，通过采用微差爆破，其爆破后的大块率低，改善了矿岩的破碎质量。此外，微差爆破技术一次爆破量大，减少了爆破次数和放炮时间，使整个循环提前完成，提高采场设备的利用率，提高了采矿产量和工效，降低了成本，同时减轻了顶板震动的强度，减少了顶板震动的次数，避免冒顶事故发生的可能性，提高了生产的安全性。
附图说明
22.图1是本实用新型的适用于中深孔采场悬顶的爆破结构的左视示意图；
23.图2是本实用新型的适用于中深孔采场悬顶的爆破结构的俯视示意图；
24.附图中各部件的标记如下：1、一步骤中深孔采场；11、中间凿岩巷道；110、上向竖直炮孔；12、悬顶；13、中深孔炮孔排面；134、中深孔炮孔；133、第二中深孔炮孔；132、第三中深孔炮孔；131、第四中深孔炮孔；14、装药段；15、自由面；2、左侧采场；21、左侧凿岩巷道；3、
右侧采场；31、右侧凿岩巷道。
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
26.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与本实用新型的方案密切相关的结构或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。
27.另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
28.实施例
29.如图1所示，一种适用于中深孔采场悬顶的爆破结构100，应用于中深孔采场开采时所产生的悬顶12的爆破。中深孔采场包括若干盘区采场，任意一个盘区采场均包括具有悬顶12的中间采场、以及分设于中间采场两侧的边侧采场，从而将中深孔采场划分为不同的盘区，并将每个盘区分段划分为不同的矿段。同一盘区的矿段具体包括中间采场、设置于中间采场左侧的左侧采场2、以及设置于中间采场右侧的右侧采场3。
30.同时，采场采用二步骤开采方式。在开采时，对中间采场、左侧采场2以及右侧采场3掘进有彼此平行的凿岩巷道(分别为位于左侧采场2处的左侧凿岩巷道21、位于中间采场处的中间凿岩巷道11、位于右侧采场3处的右侧凿岩巷道31)，并对处于中间采场的凿岩巷道开始进行一步骤中深孔采场1的采矿。在一步骤中深孔采场1采矿过程中出现悬顶12时，对正在开采的一步骤中深孔采场1内的悬顶12情况进行测量，所用测量方法为三维扫描，激光测距打点，以此确定悬顶12位置和赋存状况。
31.如图1所示，一种适用于中深孔采场悬顶12的爆破结构100，包括设置于两个边侧采场处并延伸至悬顶12处的若干中深孔炮孔134、以及设置于中间采场处并沿竖直方向延伸至悬顶12处的若干上向竖直炮孔110。中深孔炮孔134 自两侧采场的凿岩巷道内壁向悬顶12处钻设，其一端与两侧采场的凿岩巷道连通，另一端位于悬顶12处。中深孔炮孔134均包括位于边侧采场内的不装药段、以及位于中间采场内的装药段14。上向竖直炮孔110自中间采场的凿岩巷道的顶端的中间位置处沿竖直方向向悬顶12处钻设，其一端与中间采场的凿岩巷道连通，另一端位于悬顶12处。上向竖直炮孔110至少设置为两组。上向竖直炮孔110均包括位于中间采场内的竖直炮孔不装药段、以及位于悬顶12内的竖直炮孔装药段。
32.如此设置，通过将采场分段，并在目标悬顶12所处采场的两侧采场向悬顶 12开设炮孔，并仅在炮孔的位于悬顶12所处采场的区段充填炸药，能够精准爆破悬顶12，且不会造成炸药的浪费，也不影响相邻采场内矿体及周边岩体的稳定性。另外，处理悬顶12时施工的中深孔炮孔134可在后续二步骤中深孔采场开采时作为该巷道的上向开采中深孔炮孔134继续沿用，将装药位置安排在二步骤中深孔采场需正常爆破的位置即可实现，此方式减少了施工量，提高了采矿效率。同时，上向竖直炮孔110能够将倾斜设置的中深孔炮孔134爆破后产生的残余锥状矿体进行再爆破，保证悬顶12的爆破效果。
33.如图1至图2所示，在一些实施例中，位于中间采场的同一侧的若干中深孔炮孔134并排设置，并沿凿岩巷道的延伸方向设置，以使若干中深孔炮孔134 形成多排多列的排布方式。
34.其中，若干中深孔炮孔134的顶端均位于同一高度。施工中深孔炮孔134 的位置与一步骤中深孔采场1内悬顶12的位置保持同排面，施工中深孔炮孔排面13数量由悬顶12的长度决定。
35.其中，若干中深孔炮孔134的排数依据悬顶12的长度设置，且相邻两排中深孔炮孔134的排面间距为1.3～1.6m。
36.其中，位于同一排的中深孔炮孔134的数量依据中深孔采场凿岩爆破参数以及悬顶12的位置和赋存状况。
37.如图1至图2所示，在一些实施例中，装药段14内全长铺设导爆索，然后进行导爆索连线、放置雷管。最后进行微差爆破处理，并由靠近悬顶12的自由面15的左右两侧的第一个中深孔炮孔134依次向上进行逐段位微差爆破。特别的，微差爆破的段位延后间隔时间为25～50ms。
38.如此设置，采用微差爆破技术，爆破后的大块率低，改善了矿岩的破碎质量。微差爆破技术一次爆破量大，减少了爆破次数和放炮时间，使整个循环提前完成，提高采场设备的利用率，提高了采矿产量和工效，降低了成本。同时，减轻了顶板震动的强度，减少了顶板震动的次数，避免冒顶事故发生的可能性，提高了生产的安全性。
39.下面对本技术的具体爆破方式进行说明：
40.如图1至图2所示，在本技术的一个具体的实施方式中，一步骤中深孔采场1的左侧凿岩巷道21施工的中深孔炮孔134单排炮孔数为4个，右侧凿岩巷道31施工的中深孔炮孔134单排炮孔数为3个。且相邻两排中深孔炮孔134排面的间距为1.5m。
41.首先，对中深孔炮孔134的装药段14进行装药，且装药段14全长铺设导爆索。然后，对导爆索连线，并放置雷管。随后，以微差爆破的方式进行爆破处理，微差起爆的段位延后间隔时间为25ms。微差爆破由距离悬顶12自由面 15最近距离的中深孔炮孔134作为一分段，延后时间为0ms，依次向上距离第二近的第二中深孔炮孔133作为二分段，延后时间为25ms，依次向上距离第三近的第三中深孔炮孔132作为三分段，延后时间为50ms，依次向上距离最远的第四中深孔炮孔131作为四分段，延后时间为75ms，进而将悬顶12崩落。同时，由于中深孔炮孔134倾斜设置，在将其爆破后，悬顶12处仍旧残余小部分锥状矿体。为此，自中间采场的凿岩巷道的顶端的中间位置处沿竖直方向向悬顶12 处钻设上向竖直炮孔110，并在竖直炮孔装药段内装药且全长铺设导爆索。然后，对导爆索连线，并放置雷管。随后，对上向竖直炮孔110进行爆破处理。然后，继续一步骤中深孔采矿若后续的施工作业中再出现悬顶12，可同样采用上述方式进行处理。在一步骤中深孔采矿完成后，对一步骤中深孔采场1进行充填，并采用相同的方法，继续进行相邻二步骤中深孔采场的开采，若二步骤采场开采时出现悬顶12，可在一步骤中深孔采场1充填体内重新施工凿岩巷道，并使用上述方式处理悬顶12。
42.以上所述仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替
换；凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。