一种优化岩巷掘进中炮孔数量的掏槽爆破方法

1.本发明涉及钻孔爆破技术领域，特别是涉及一种优化岩巷掘进中炮孔数量的掏槽爆破方法。


背景技术：

2.钻孔爆破法是岩石井巷掘进的主要工法之一，因其有着操作简单、适用性强的优点，目前在岩石井巷施工中占95％以上。但在实际工程应用中，相对比其它掘进方法，钻爆掘进只能维持70m/月的低位水平。井巷掘进速度低成为制约矿山资源高效开采的瓶颈。因此，实现岩石井巷爆破高效掘进对缓解采掘紧张矛盾、缩短矿山建设周期和提高经济效益具有重要意义。
3.在钻爆法的整个单循环周期中，打孔占据了较多时间。国内钻爆法多采用人工手持风锤打孔，效率的低下极大降低了岩巷掘进速度。除了使用钻锚一体机打孔一定程度上能解决掘进效率低下的问题外，在保证掘进效果的情况下，若能降低打孔的数量则是一种更为本质的办法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种优化岩巷掘进中炮孔数量的掏槽爆破方法，以解决上述现有技术存在的问题，在一个掘进断面上设计了两个掏槽爆破区域，能够降低整体打孔数量。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
6.本发明提供一种优化岩巷掘进中炮孔数量的掏槽爆破方法，包括如下步骤：
7.步骤一，掏槽孔布置，将掘进断面分为上下两个掏槽区域，上掏槽区域布置多个对称的上掏槽孔，在下掏槽区域布置三个呈等边三角形结构布置的辅助掏槽孔和三个呈等边三角形结构布置的下掏槽孔，辅助掏槽孔所在虚拟圆和下掏槽孔所在的虚拟圆同心设置，且圆心位置处布置有空孔；
8.步骤二，爆破，首先起爆下掏槽孔，其次起爆辅助掏槽孔，然后起爆上掏槽孔；最后依次起爆绕圈的辅助孔和周边孔以及底孔。
9.可选的，三个下掏槽孔分别位于三个辅助掏槽孔连线构成的等边三角形三条边的中点上。
10.可选的，所述上掏槽孔、下掏槽孔、辅助掏槽孔和空孔均采用直孔钻孔。
11.可选的，所述上掏槽孔自孔口至孔底依次为第一炮泥堵塞区、上分段装药区、第二炮泥堵塞区、下分段装药区；所述下掏槽孔、辅助掏槽孔内部布置形式与所述上掏槽孔相同，上分段装药区和下分段装药区均采用新型的数码电子雷管，其理论上可有0ms～999ms一共1000个段位可供选择。
12.可选的，步骤二包括，首先起爆下掏槽孔的上分段装药区，其次起爆下掏槽孔的下分段装药区；然后起爆辅助掏槽孔，完成断面帮部以下的掏槽孔区域全部起爆；之后起爆上
掏槽孔的上分段装药区，再起爆上掏槽孔的下分段装药区，完成全部掏槽区域的起爆；最后依次起爆绕圈的辅助孔和周边孔以及底孔。
13.可选的，在多个上掏槽孔中间添加有中心孔，所述中心孔的起爆时间在上掏槽孔起爆之后。
14.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
15.本发明利用了数码电子雷管，增加了爆破段别，在一个掘进断面上设计了两个掏槽爆破区域。利用雷管的多段别优势细化了延期时间，循序渐进地将岩石一块一块掏出，可以明显提升掏槽爆破效率。炮孔内则采用孔内分段技术。靠近孔口的前段炸药先爆，爆后形成的小槽腔为靠近孔底的后段炸药提供自由面。此外，先爆的前段炸药还可以在周围形成很多裂隙，进一步为其它炮孔起爆创造有利的条件。所有炮孔都选用直孔，相较斜孔而言，更适合中深孔爆破，而中深孔爆破更契合提升掘进效率的理念。总的来说，本发明靶式掏槽是在直眼三角复式掏槽、数码电子雷管、中深孔孔内分段等多种爆破技术与手段的基础上的创新产物。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明掏槽孔布置正视示意图；
18.图2为本发明炮孔内装药结构示意图；
19.图3为本发明实施例一中炮孔布置正视示意图；
20.图4为本发明实施例一中炮孔布置侧视示意图；
21.图5为本发明实施例一中炮孔布置俯视示意图；
22.其中，1为上掏槽孔、2为辅助掏槽孔、3为下掏槽孔、4为空孔、5为第一炮泥堵塞区、6为上分段装药区、7为第二炮泥堵塞区、8为下分段装药区。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.本发明的目的是提供一种优化岩巷掘进中炮孔数量的掏槽爆破方法，以解决上述现有技术存在的问题，在一个掘进断面上设计了两个掏槽爆破区域，能够降低整体打孔数量。
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
26.本发明提供一种优化岩巷掘进中炮孔数量的掏槽爆破方法，包括如下步骤：
27.步骤一，如图1和图2所示，掏槽孔布置，将掘进断面分为帮部以上的上掏槽区域和
帮部以下的下掏槽区域，上掏槽区域布置多个对称的上掏槽孔1，上掏槽孔1采用直孔钻孔，同时在孔内使用孔内分段技术。在实际的工程案例中，该部分的掏槽孔可以根据巷道情况调整该部分掏槽孔的数目，在下掏槽区域布置三个呈等边三角形结构布置的辅助掏槽孔2和三个呈等边三角形结构布置的下掏槽孔3，下掏槽孔3在孔内使用孔内分段技术，辅助掏槽孔2所在虚拟圆和下掏槽孔3所在的虚拟圆同心设置，且圆心位置处布置有空孔4，空孔4不用装药，其作用是给其它装药孔创造自由面和作为破碎岩石的膨胀空间。在实际工程中该孔的直径可以用大于或者等于装药孔的直径，空孔4数量也可以根据实际情况更改；
28.具体的，三个下掏槽孔3分别位于三个辅助掏槽孔2连线构成的等边三角形三条边的中点上。上掏槽孔1、下掏槽孔3、辅助掏槽孔2和空孔4均采用直孔钻孔。上掏槽孔1自孔口至孔底依次为第一炮泥堵塞区5、上分段装药区6、第二炮泥堵塞区7、下分段装药区8；下掏槽孔3、辅助掏槽孔2和其他填充炮管的炮孔内部布置形式与上掏槽孔1相同，上分段装药区6和下分段装药区8均采用新型的数码电子雷管；
29.步骤二，爆破，首先起爆下掏槽孔3的上分段装药区6，其次起爆下掏槽孔3的下分段装药区8；然后起爆辅助掏槽孔2，完成断面帮部以下的掏槽孔区域全部起爆；之后起爆上掏槽孔1的上分段装药区6，再起爆上掏槽孔1的下分段装药区8，完成全部掏槽区域的起爆，在实际工程中，该段位可以与辅助掏槽孔2同时起爆；最后依次起爆绕圈的辅助孔和周边孔以及底孔。在实际工程中可在帮部以上的多个上掏槽孔区域添加有中心孔，中心孔的起爆时间在上掏槽孔起爆之后。
30.实施例一
31.传统的普通楔形掏槽爆破只在帮部以下的区域布置掏槽孔，形成槽腔后为其它炮孔起爆形成自由面，同时炮孔数量一般不会低于5倍的断面面积。之所以这样布置很大原因是因为煤矿许用普通电雷管只能设计5个爆破段别。而新型的数码电子雷管则不受此限制，其理论上可有0ms～999ms一共1000个段位可供选择。因此在实际的岩巷掘进中，就可以充分发挥数码电子雷管的此项优势，将爆破段别尽可能铺开。较短的间隔时间使得炮孔爆破的过程中所产生的能量场之间相互影响，提高炸药的能量利用率，由此便可以使用更少的炸药以及炮孔。与此同时还可以使得爆破地震效应减少，避免造成冲击波危害和飞石危害。本实施例中新型的靶式掏槽爆破技术就利用了数码电子雷管这项优点，增加了爆破段别，在一个掘进断面上设计了两个掏槽爆破区域。
32.本实施例中，某煤矿岩石巷道断面尺寸为5600(宽)
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4400(高)mm，断面面积为21.27m2。该煤矿日常使用的掘进方案为普通楔形掏槽，采用的是毫秒延期电雷管，一共5个爆破段别，掏槽孔孔深为2.0m，其它孔孔深为1.8m，实际施工的炮孔数约为110个，炮孔密集系数大约在5左右，如图3、图4和图5所示，图中标号分别为炮孔之间以及炮孔内的尺寸标号，单位均为mm，其中1～66的标号为断面处炮孔的标号，图3、图4和图5中的尺寸和标号与表1中相对应，各个炮孔内装药参数如表1所示。
33.表1靶式掏槽装药参数表
[0034][0035]
本实施例通过靶式掏槽对该巷道掘进方案进行全面优化，掏槽孔孔深为2.8m，其它孔孔深2.4m，优化后的炮孔数减少为67个，炮孔密集系数为3。在实际工程应用中能大幅减少打孔时间，提升整体的掘进效率。
[0036]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“顶”、“底”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“笫二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0037]
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依
据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。