一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法与流程

1.本发明公开了一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法，涉及矿山天井钻孔爆破开挖技术领域。


背景技术：

2.在地下金属矿山开采过程中，天井一般用于矿岩溜放、井下通风、提供爆破补偿空间等，爆破成井是一种简单高效的天井成井方式，目前爆破成井的模式有多孔球状药包群分层爆破和直孔掏槽爆破两种模式，两种模式在工程应用中均存在一定问题。
3.在多孔球状药包群分层爆破模式下，第一层药包群起爆时以底部空间为自由面，爆破后岩石呈倒置的漏斗状，下宽上窄，当第二层药包群起爆时以第一层爆破后的漏斗为自由面，此时自由面由第一层的底部空间自由面变为此时的倒置漏斗状自由面，可利用的自由面变小，爆破后形成的爆破漏斗体积比第一次爆破的体积要小，当下一分层爆破时，所利用的自由面进一步减少，岩石的夹制性进一步增大。该模式随着爆破的分层数不断增大，爆破形成的漏斗体积不断减少，实际爆破高度降低，需要爆破次数增加，炸药单耗增加，爆破效果与效率越来越差。
4.在直孔掏槽爆破成井模式下，首先爆破的炮孔利用平行于装药孔的空孔作为自由面与补偿空间进行扩槽。首响孔所能利用的空间有限，受到的夹制性比较大，因此该模式对钻孔角度要求较高。施工钻孔过程中，在岩石节理裂隙、钻机钻杆钻头质量、操作人员技术等多种因素影响的影响之下，炮孔极易发生偏斜。炮孔中部或底部孔间距发生变化，改变了原有的爆破补偿空间以及炸药抵抗线大小。孔间距过大，会因爆破块度较大、补偿空间不够导致爆破成井失败或成井效果不理想。


技术实现要素：

5.本发明解决的技术问题是：针对现有矿山天井成井爆破方法在存在偏斜炮孔时爆破效率低、爆破效果差的问题，提供一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法。
6.本发明采用如下技术方案实现：
7.一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法，包括如下步骤：
8.s1、根据天井直径与围岩条件确定钻孔数量与钻孔布置方式，完成掏槽区钻孔设计；
9.s2、根据钻孔设计进行钻孔施工，在成孔后检查各个钻孔质量，测量各个钻孔的偏斜数据；
10.s3、将炮孔分为三次爆破分段长度l1、l2、l3，对应三次爆破的炮孔孔底深度分别为h1、h2、h3，根据钻孔的偏斜数据获得各个炮孔分别在孔底深度h1、h2处的位置坐标，并标识在深度h1、h2所在水平面上；
11.s4、根据孔底深度h1、h2水平面上各个钻孔位置与对应平面中心钻孔的相对位置关系，分别确定第一次分段爆破和第二次分段爆破的装药孔与起爆段位，根据孔口平面位置
确定第三次爆破的炸药起爆段位；
12.s5按照设计的爆破分段长度向孔内装填炸药，将各雷管脚线联入起爆网络，按各个分段长度确定的起爆段位进行分段起爆。
13.在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s1中，钻孔布置采用直孔掏槽，所述掏槽区中心为一个中心钻孔，若干钻孔等间距布置在以中心钻孔为圆心的第一个圆上，所述第一基圆半径为r1，若干钻孔等间距布置在以中心钻孔为圆心的第二个圆上，所述第二基圆半径为r2，以中心钻孔为圆心的第三基圆上等间距布置若干钻孔作为扩槽孔，所述第三基圆半径为r3，r3＝2～2.8r1。
14.在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s2中，钻孔的偏斜数据包括钻孔起钻点孔口位置偏斜量的测量与孔体偏斜率的测量。
15.在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s2中，以设计的中心钻孔起钻点为坐标原点，相互垂直的两个水平方向为x轴和y轴，竖直向上方向为z轴建立右手空间直角坐标系，对于任一钻孔，其钻孔起钻点设计坐标为(x，y，0)，测量起钻点孔口在x轴和y轴方向上的偏斜量分别为x’和y’，钻孔孔体在x轴和y轴方向上的偏斜角度分别为α和β，偏斜率则分别为tanα和tanβ，偏斜方向与坐标轴正方向一致时取正值，反之取负值，得到钻孔起钻点实际孔口坐标为(x x’，y y’，0)，在任一深度h位置的孔口坐标为(x x’ h
×
tanα，y y’ h
×
tanβ，-h)。
16.在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s3中，所述第一爆破分段长度l1满足：
[0017][0018]
式中，hd为下部硐室高度，λ为岩石的碎胀系数；
[0019]
所述第二爆破分段长度l2满足：
[0020][0021]
式中，hk为第一次爆破后形成空区的高度；
[0022]
所述第三爆破分段长度l3＝h
1-l
1-l2。
[0023]
在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s4中，计算各个爆破分段长度的炮孔孔底孔口坐标，以对应爆破分段长度孔底孔口所在水平面内的中心钻孔为圆心做判断基圆，位于所述判断基圆以内的炮孔爆破段位先于判断基圆以外的炮孔爆破段位。
[0024]
在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s4中，第一次分段爆破和第二次分段爆破的炸药起爆段位确定步骤如下：
[0025]
s41、根据步骤s2中测量的实际分段炮孔孔底孔口位置坐标与孔体偏斜角度，计算得深度h1和h2处所在水平面的中心钻孔坐标，以及其他钻孔坐标；
[0026]
s42、以所在水平面的中心钻孔坐标为圆心，以(r2 r3)/2为半径作判断基圆，按照式(3)判断深度h1和h2处所在水平面的各个钻孔截面与判断基圆的位置关系，
[0027][0028]
式(3)中，x1为中心钻孔x轴坐标，xn为需判断的钻孔x轴坐标，y1为中心钻孔y轴坐标，yn为需判断的钻孔y轴坐标，k为判断系数，当k＞1时，对应水平面内钻孔位于判断基圆外，当k≤1时，对应水平面内钻孔位于判断基圆内；
[0029]
s43、确定分段爆破中各个钻孔的起爆段位，对于在判断基圆内的钻孔，使用段位较小的雷管先起爆，对于在判断基圆外的钻孔，使用段位较大的雷管后起爆。
[0030]
在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，同一钻孔内分段填装炸药，在同一钻孔中，下层的炸药起爆段位先于上层的炸药起爆段位；在同时起爆的不同钻孔之间，位于同一高度的炸药段起爆段位相同；判断基圆外的钻孔下层炸药起爆段位先于判断基圆内的钻孔上层炸药起爆段位。
[0031]
在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s4中，第三次分段爆破的起爆顺序为：中间孔先起爆，位于第二基圆上的钻孔逐孔起爆或两个孔同时起爆，位于第三基圆上的钻孔逐孔起爆或2～4个孔同时起爆，每个钻孔内的所有炸药段起爆段位相同。
[0032]
在本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法中，进一步的，所述步骤s5中，在完成第一次分段爆破和第二次分段爆破后，利用钻机对爆破区域内所有钻孔进行扫孔清理，测量清理过的钻孔剩余孔深并记录，根据剩余孔深绘制下一分段爆破的钻孔与空区范围。
[0033]
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0034]
1、本发明通过对钻孔形成的偏斜孔进行有效利用，无需重新钻孔，解决了了直孔掏槽模式下因炮孔与空孔端部孔间距增大而产生大块的问题，爆破效果受炮孔偏斜影响较小。
[0035]
2、本发明通过改变爆破的自由面位置增加了补偿空间，解决了多孔球状药包爆破成井模式下随爆破次数增加自由面变小，爆破形成的漏斗体积不断减少的问题，同时单次爆破层高相较于多孔球状药包爆破得到明显提高，爆破次数减少，炸药单耗显著降低。
[0036]
3、本发明仅基于钻孔内是否装填炸药以及装药孔内炸药段位的调整，灵活性强且可应用范围广，可减少偏斜炮孔浪费，降低重新施工钻孔的经济成本，提高钻孔偏斜情况下爆破成井分层高度与成井的效率，改善爆破效果。
[0037]
综上所述，本发明提供的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法利用钻孔施工的偏斜炮孔，能有效减少偏斜钻孔浪费，灵活性强且可应用范围广，可改善钻孔偏斜情况下爆破成井分层高度、爆破效果，提高爆破成井的效率。
[0038]
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
[0039]
图1为本发明的爆破方法流程图。
[0040]
图2为本发明采用的钻孔数量与钻孔布置方式设计示意图。
[0041]
图3为实施例中钻孔存在偏斜情况下在孔底深度h1处钻孔实际平面示意图。
[0042]
图4为实施例中第一次分段爆破的剖面装药结构示意图。
[0043]
图5为实施例中钻孔存在偏斜情况下在孔底深度h2处钻孔实际平面示意图。
[0044]
图6为实施例中第二次分段爆破的剖面装药结构示意图。
[0045]
图7为实施例中钻孔存在偏斜情况下在掏槽区顶面起钻点位置的钻孔实际平面示意图。
[0046]
图8为实施例中第三次分段爆破的剖面装药结构示意图。
[0047]
图中标号：1～17、钻孔，18、第一基圆，19、第二基圆，20、第三基圆，21、第一判断基圆，22、第二判断基圆，23、上部硐室，24、下部硐室，25、堵塞物，26、炸药，27、填塞物。
具体实施方式
[0048]
实施例
[0049]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
[0050]
如图1所示，本发明的一种考虑炮孔偏斜的分段爆破成井方法包括如下五个步骤：
[0051]
s1、根据天井直径与围岩条件确定钻孔数量与钻孔布置方式，完成掏槽区钻孔设计。
[0052]
s2、根据钻孔设计进行钻孔施工，在成孔后检查各个钻孔质量，测量各个钻孔的偏斜数据；
[0053]
s3、将炮孔分为三次爆破分段长度l1、l2、l3，对应三次爆破的炮孔孔底深度分别为h1、h2、h3，根据钻孔的偏斜数据获得各个炮孔分别在孔底深度h1、h2处的位置坐标，并标识在深度h1、h2所在水平面上；
[0054]
s4、根据孔底深度h1、h2水平面上各个钻孔位置与对应平面中心钻孔的相对位置关系，分别确定第一次分段爆破和第二次分段爆破的装药孔与起爆段位，根据孔口平面位置确定第三次爆破的炸药起爆段位；
[0055]
s5按照设计的爆破分段长度向孔内装填炸药，将各雷管脚线联入起爆网络，按各个分段长度确定的起爆段位进行分段起爆。
[0056]
具体的，在步骤s1中，掏槽区钻孔的布置方式为直孔掏槽。如图2中所示的钻孔布置方案所示，在掏槽区中心为一个中心钻孔1，钻孔2～5等间距布置在以中心钻孔为圆心的第一基圆18上，第一基圆18的半径为r1，一般r1取值0.50～0.60m。钻孔6～9等间距布置在以中心钻孔为圆心的第二基圆19上，第二基圆19的半径为r2，第一基圆18上的每个钻孔均位于第二基圆19上的两个相邻钻孔之间连线的中点位置。以中心钻孔为圆心的第三基圆20上等间距布置第三圈钻孔10～17作为扩槽孔，第三基圆20的半径为r3，r3取r1的2～2.8倍，一般取1.20～1.40m。
[0057]
在本上述的直孔掏槽布孔方案中，钻孔包括提供自由面与补偿空间的空孔，装填炸药首次爆破形成槽腔的掏槽孔，扩大槽腔的扩槽孔。在爆破成井的各次爆破中，空孔、掏槽孔、扩槽孔并非固定不变，其中部分钻孔的功能发生变化。
[0058]
如图3所示，在步骤s2中，从天井掏槽区的上部硐室23向下对掏槽区进行钻孔，在掏槽区位于上部硐室23的顶面为钻孔的起钻平面，在该起钻平面上按照图2中的钻孔位置方案开始向下钻孔，钻孔钻穿掏槽区贯穿至掏槽区的下部硐室24。理想状态下钻孔应该沿竖直方向向下钻凿，但在钻孔钻凿过程中，收到掏槽区岩石节理裂隙、钻机钻杆钻头质量、操作人员技术等多种因素影响，实际钻孔会发生偏斜，导致钻孔的实际孔口位置以及孔体产生偏斜误差，因此在步骤s2中还需要对钻孔成孔后检查各个钻孔质量，测量各个钻孔的偏斜数据。
[0059]
具体的，步骤s2中对钻孔测量的偏斜数据包括孔口位置偏斜量的测量与孔体偏斜率的测量。在测量之前，需要设定各个钻孔的起钻点实际坐标数据，以设计的中心钻孔起钻点为坐标原点，相互垂直的两个水平方向为x轴和y轴，竖直向上方向为z轴建立右手空间直角坐标系，对于任一钻孔，其钻孔起钻点设计坐标为(x，y，0)，测量起钻点孔口在x轴和y轴方向上的偏斜量分别为x’和y’，钻孔孔体在x轴和y轴方向上的偏斜角度分别为α和β，偏斜率则分别为tanα和tanβ，偏斜方向与坐标轴正方向一致时取正值，反之取负值，得到钻孔起钻点实际孔口坐标为(x x’，y y’，0)，在任一深度h位置的孔口坐标为(x x’ h
×
tanα，y y’ h
×
tanβ，-h)。
[0060]
具体的，所述s3中，三次爆破分段长度l1、l2、l3的确定按照如下方案进行选取，其中，所述第一爆破分段长度l1满足：
[0061][0062]
式中，hd为下部硐室高度，λ为岩石的碎胀系数，一般取1.3～1.7；
[0063]
所述第二爆破分段长度l2满足：
[0064][0065]
式中，hk为第一次爆破后形成空区的高度；
[0066]
所述第三爆破分段长度l3＝h
1-l
1-l2。
[0067]
按照设计，第一次分段爆破中，所有钻孔中均为装药孔，以掏槽区下部硐室24作为补偿空间进行爆破。第二次分段爆破与第三次分段爆破中，钻孔1、钻孔6～17为装药孔，以钻孔2～4与第一次爆破后形成的空区作为补偿空间进行爆破。第一次分段爆破与第二次分段爆破中，同一段位炸药的空间范围，其宽度与高度的比值小于6。
[0068]
在填装炸药的炮孔中，均采用轴向不耦合填装，在同一钻孔中的炸药段之间通过河沙、水袋或竹筒作为填塞物27，如图4所示。
[0069]
在步骤s4中，在第一次分段爆破和第二分段爆破前，需要确定各个装药炮孔之间炸药起爆段位，总的来说，通过计算各个爆破分段长度的炮孔孔底孔口坐标，以对应爆破分段长度孔底孔口所在水平面内的中心钻孔为圆心做判断基圆，位于所述判断基圆以内的炮孔爆破段位先于判断基圆以外的炮孔爆破段位。
[0070]
具体的，第一次爆破确定起爆段位的步骤如下：
[0071]
步骤一：根据步骤s2中测得的孔口位置坐标与偏斜角度，计算得到深度h1处中心钻孔坐标(x1，y1，-h1)，其他钻孔的坐标(x2，y2，-h1)，(x3，y3，-h1)，...，(xn，yn，-h1)。
[0072]
步骤二：以(x1，y1，-h1)为圆心，以(r2 r3)/2为半径作第一判断基圆21，按照式(3)
判断h1处水平面上的各个钻孔截面是否在第一判断基圆21内。
[0073][0074]
式(3)中k为判断系数，当k＞1时，该钻孔在深度h1处水平面上位于第一判断基圆21外；当k≤1时，该钻孔在深度h1处水平面上位于第一判断基圆21内；
[0075]
步骤三：确定炸药起爆段位。对于在第一判断基圆21内的钻孔，使用段位较小的雷管先起爆，对于在第一判断基圆21外的钻孔，使用段位较大的雷管后起爆。同时起爆的钻孔中，位于同一高度的炸药，起爆雷管段位相同；在同一钻孔中，被填塞物间隔的不同层炸药，下层的炸药先起爆，上层的炸药后起爆，第一判断基圆外的钻孔下层炸药起爆段位先于第一判断基圆内的钻孔上层炸药起爆段位，如图3所示。
[0076]
第二次爆破确定起爆段位的步骤如下：
[0077]
步骤一：根据步骤s2中测得的孔口位置坐标与偏斜角度，计算得到深度h2处中心钻孔坐标(x1，y1，-h2)，其他孔的坐标(x2，y2，-h2)，(x3，y3，-h2)，...，(xn，yn，-h2)。
[0078]
步骤二：以(x1，y1，-h2)为圆心，以(r2 r3)/2为半径作第二判断基圆22，按照式(3)判断h2处的各个钻孔截面是否在第二判断基圆22内。
[0079][0080]
式(3)中k为判断系数，当k＞1时，该钻孔在深度h2处水平面上位于第一判断基圆21外；当k≤1时，该钻孔在深度h2处水平面上位于第一判断基圆21内；
[0081]
步骤三：确定炸药起爆段位。对于在第二判断基圆22内的钻孔，使用段位较小的雷管先起爆，对于在第二判断基圆22外的钻孔，使用段位较大的雷管后起爆。同时起爆的钻孔中，位于同一高度的炸药，起爆雷管段位相同；在同一钻孔中，被填塞物间隔的不同层炸药，下层的炸药先起爆，上层的炸药后起爆，第二判断基圆外的钻孔下层炸药起爆段位先于第二判断基圆内的钻孔上层炸药起爆段位，如图5所示。
[0082]
具体的，所述步骤s4中，第三次分段爆破的起爆顺序固定，中间孔先起爆，位于第二基圆上的钻孔逐孔起爆或两个孔同时起爆，位于第三基圆上的钻孔逐孔起爆或2～4个孔同时起爆，每个钻孔内的所有炸药段起爆段位相同，如图7所示。
[0083]
具体的，步骤s5中装填炸药过程中，在孔底采用水泥块作为堵塞物25，水泥块与孔底的距离为0.8～1.5m。分段装填的炸药26使用毫秒延期导爆管雷管起爆炸药。在炸药26之间填塞填塞物27确保最上层炸药的上表面在同一水平上，填塞物27的长度为0.8～1.5m。
[0084]
具体的，在步骤s5中，在第一次分段爆破和第二次分段爆破完成后还需对爆破效果进行检验，记录孔深，以对下一次爆破装药提供数据依据，过程包括：利用钻机对爆破区域内所有钻孔进行扫孔清理；利用测绳等工具测量清理过的钻孔的剩余孔深并记录，根据剩余孔深绘制钻孔与空区范围。
[0085]
以下结合图2至图8，以在某矿进行的天井爆破为例，对本实施例的矿山天井掏槽起爆方法的具体实施过程进行说明。
[0086]
按照以下步骤逐步进行起爆施工：
[0087]
s1、根据天井直径与围岩条件确定钻孔数量与钻孔布置方式，完成掏槽区钻孔设计。
[0088]
s2、根据钻孔设计进行钻孔施工，在成孔后检查各个钻孔质量，测量各个钻孔的偏斜数据；
[0089]
s3、将炮孔分为三次爆破分段长度l1、l2、l3，对应三次爆破的炮孔孔底深度分别为h1、h2、h3，根据钻孔的偏斜数据获得各个炮孔分别在孔底深度h1、h2处的位置坐标，并标识在深度h1、h2所在水平面上；
[0090]
s4、根据孔底深度h1、h2水平面上各个钻孔位置与对应平面中心钻孔的相对位置关系，分别确定第一次分段爆破和第二次分段爆破的装药孔与起爆段位，根据孔口平面位置确定第三次爆破的炸药起爆段位；
[0091]
s5按照设计的爆破分段长度向孔内装填炸药，将各雷管脚线联入起爆网络，按各个分段长度确定的起爆段位进行分段起爆。
[0092]
具体实施时，步骤s1中掏槽区钻孔的布置方式为直孔掏槽，如图2所示，自掏槽区平面中心向外部依次为中心钻孔1与外围三圈钻孔，其中，钻孔2～5等间距分布在以中心钻孔1为中心的第一基圆18上；钻孔6～9等间距分布在以中心钻孔1为中心的第二基圆19上，钻孔1～9中心分别位于“田”字形网格顶点上；最外圈为扩槽钻孔10～17等间距分布在以中心钻孔1为中心的第三基圆20上。第一基圆18的半径r1为0.60m，第二基圆19的半径r2为0.85m，第三基圆20的半径r3为1.40m。钻孔1、6～17的直径为110mm，钻孔2～5的直径为165mm，所有钻孔均为直孔，孔深27m，垂直于水平面向下。
[0093]
具体实施时，根据钻孔设计进行施工，在成孔后检查钻孔质量，对所施工的炮孔进行偏斜率测量。根据测量结果，得到表1。
[0094]
表1测量得到的所有钻孔的孔口偏斜量与孔体偏斜率
[0095][0096]
具体实施时，根据工程条件确定三次分段爆破的分段高度l1、l2、l3，三次分段爆破的孔底深度分别为h1、h2、h3。将所测得钻孔偏斜数据结合炮孔实际坐标，计算出各个钻孔在炮孔在第一次分段爆破孔底h1，第二次分段爆破孔底h2深度处的位置坐标，并标识在平面图上。在本实施例中，工程下部硐室高度hd＝3m，岩石的碎胀系数λ＝1.5，根据公式(1)，第一次分段爆破的分段高度l1满足：
[0097]
[0098]
计算得到l1最大为6m，确定第一次爆破高度l1＝6m，孔底深度h1＝27m。
[0099]
具体实施时，以中心钻孔1的设计起钻点孔口中心为坐标系原点，以任意水平方向为x轴正方向，水平面垂直x轴的方向为y轴，竖直向上方向为z轴，建立右手空间直角坐标系，对于任一钻孔，其孔口设计坐标为(x，y，0)，孔口在x轴，y轴方向上的偏斜量分别为x’、y’，孔体在x轴，y轴方向上的偏斜角度分别为α、β，偏斜率分别为tanα、tanβ，偏斜方向与坐标轴正方向一致时取正值，反之取负值。在本实施例中，根据测得的孔口位置坐标与偏斜角度，计算得到深度27m处中心钻孔坐标(x1，y1，-27m)，其他孔的坐标(x2，y2，-27m)，(x3，y3，-27m)，...，(xn，yn，-27m)。以(x1，y1，-27m)为圆心，以(r2 r3)/2＝0.5625m为半径作第一判断基圆21，如图3所示，按照下式判断h1深度所在水平截面的各个钻孔截面是否在第一判断基圆21内，钻孔在h1＝27m深度坐标与k值列于表2中。
[0100][0101]
表2钻孔在h1＝27m深度坐标与k值
[0102][0103][0104]
根据表2，钻孔1～5、7、8、11、17在第一判断基圆21内，钻孔6、9、10、11～16在第一判断基圆21外。
[0105]
具体实施时，第一次分段爆破起爆顺序为：第一判断基圆21内的钻孔，使用段位较小的雷管先起爆，第一判断基圆21外的钻孔，使用段位较大的雷管后起爆。同时起爆的钻孔中，位于同一高度的炸药，起爆雷管段位相同；在同一钻孔中，被填塞物间隔的不同层炸药，
下层的炸药先起爆，上层的炸药后起爆。第一判断基圆21外钻孔下层炸药起爆段位小于第一判断基圆21内上层炸药起爆段位。作为另一种可选的实施方案，钻孔1～5、7、8、11、17下层炸药采用1#毫秒延期雷管起爆、上层采用7#毫秒延期雷管起爆，钻孔6、9、10、11～16下层炸药采用5#毫秒延期雷管起爆、上层采用12#毫秒延期雷管起爆。第一次分段爆破段位设计方案如图3。
[0106]
具体实施时，第一次装填炸药过程中，在孔底采用水泥块作为堵塞物25，水泥块与孔底的距离为1.2m。堵塞后装填两层2#岩石乳化炸药(成品药卷)，每层1.8m，在两层炸药26之间装入填塞物27确保最上层炸药的上表面在同一水平上并防止炸药殉爆，填塞物27为河砂，长度为1.2m。装填炸药完毕后，向孔内倒入2m河砂。第一次分段爆破装药剖面如图4所示。
[0107]
具体实施时，爆破完成后需对爆破效果进行检验，记录孔深，以对下一次爆破装药提供数据依据，过程包括：利用钻机对爆破区域内所有钻孔进行扫孔清理；利用测绳等工具测量清理过的钻孔的剩余孔深并记录，根据剩余孔深绘制钻孔与空区范围。在本实例中第一次爆破后钻孔剩余深度见表3。钻孔平均深度为21.0m，空区高度为hk＝9m。
[0108]
表3第一次爆破后钻孔剩余深度
[0109][0110][0111]
在本实施例中，第二次分段爆破分段高度l2满足：
[0112][0113]
计算得到l2≤18m，根据工程实际条件确定第二次分段爆破高度l2＝10m，孔底深度h2＝21m。
[0114]
具体实施时，根据测得的孔口位置坐标与偏斜角度，计算得到深度21m处中心钻孔1坐标(x1’
，y1’
，-21m)，其他孔的坐标(x2’
，y2’
，-21m)，(x3’
，y3’
，-21m)，...，(x
n’，y
n’，-21m)。以(x1’
，y1’
，-21m)为圆心，以(r2 r3)/2＝0.5625m为半径作第二判断基圆22，如图5所示，按照下式判断h2深度所在水平截面的各个钻孔截面是否在第二判断基圆22内，钻孔在h2＝21m深度坐标与k值列于表4中。
[0115][0116]
表4钻孔在h2＝21m深度坐标与k值
[0117][0118][0119]
根据表4，钻孔1～5、7～9、11、17在第二判断基圆22内，钻孔6、10、11～16在第二判断基圆22外。
[0120]
具体实施时，第二次分段爆破起爆顺序为：钻孔2～4不装炸药，作为补偿空间。第二判断基圆22内的钻孔，使用段位较小的雷管先起爆，第二判断基圆22外的钻孔，使用段位较大的雷管后起爆。同时起爆的钻孔中，位于同一高度的炸药，起爆雷管段位相同；在同一钻孔中，被填塞物间隔的不同层炸药，下层的炸药先起爆，上层的炸药后起爆。第二判断基圆22外钻孔下层炸药起爆段位小于第二判断基圆22内上层炸药起爆段位。作为另一种可选的实施方案，钻孔1、7～9、11、17下层炸药采用1#毫秒延期雷管起爆、上层采用7#毫秒延期雷管起爆，钻孔6、10、11～16下层炸药采用5#毫秒延期雷管起爆、上层采用12#毫秒延期雷管起爆。第二次分段爆破段位设计方案如图5。
[0121]
具体实施时，第二次分段爆破装填炸药过程中，在孔底采用水泥块作为堵塞物25，水泥块与孔底的距离为1.2～1.4m。堵塞后装填两层2#岩石乳化炸药，每层3.6m，在两层炸药26之间装入填塞物27确保最上层炸药的上表面在同一水平上，并防止炸药殉爆，填塞物27为河砂，长度为1.5m。装填炸药完毕后，向孔内倒入2m河砂。第二次分段爆破装药剖面如图6所示。
[0122]
具体实施时，爆破完成后需对爆破效果进行检验，记录孔深，以对下一次爆破装药提供数据依据，过程包括：利用钻机对爆破区域内所有钻孔进行扫孔清理；利用测绳等工具测量清理过的钻孔的剩余孔深并记录，根据剩余孔深绘制钻孔与空区范围。在本实例中第二次分段爆破后钻孔剩余深度见表5。
[0123]
表5第二次爆破后钻孔剩余深度
[0124][0125][0126]
第三次爆破的起爆顺序为：中间钻孔1先起爆，钻孔6～9逐孔起爆或两个孔同时起爆，钻孔10～17逐孔起爆或2～4个孔同时起爆。每个钻孔内的起爆雷管段位相同。具体段位为：中心钻孔1采用1#毫秒延期导爆管雷管起爆，钻孔6～9分别采用6#、11#、17#、23#毫秒延期导爆管雷管起爆，钻孔10～13采用29#毫秒延期导爆管雷管起爆，钻孔14～17采用30#毫秒延期导爆管雷管起爆。第三次分段爆破段位设计方案如图7。
[0127]
具体实施时，第三次装填炸药过程中，钻孔2～4不装炸药，作为补偿空间。在孔底采用水泥块作为堵塞物25，水泥块与孔底的距离为1.1～1.3m。堵塞后装填3层2#岩石乳化炸药，每层1.8m，在3层炸药26之间装入填塞物27确保最上层炸药的上表面在同一水平上，并防止炸药殉爆，填塞物27为河砂、竹筒或水袋，长度为1.2m，孔口留置2m填河砂防止冲孔。第三次分段爆破装药剖面如图8所示。
[0128]
需要强调的是，本发明所述的实例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明不限于具体实施方式中所述的实例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，不脱离本发明宗旨和范围的，不论是修改还是替换，同样属于本发明的保护范围。