CN101864961A - 一种岩爆的主动防治方法 - Google Patents
一种岩爆的主动防治方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101864961A CN101864961A CN 201010188993 CN201010188993A CN101864961A CN 101864961 A CN101864961 A CN 101864961A CN 201010188993 CN201010188993 CN 201010188993 CN 201010188993 A CN201010188993 A CN 201010188993A CN 101864961 A CN101864961 A CN 101864961A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- hole
- cumulative
- rock burst
- fracturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种岩爆的主动防治方法。针对高地应力区隧洞工程施工中岩爆的特点，根据主应力方向及水平，在待开挖的隧洞壁钻大直径的深孔，在孔中安置聚能药包，采用导爆索起爆，利用聚能药包的射流作用及爆生气体的劈裂作用，在洞壁径向形成一定长度和端部有一定宽度的分布式楔形裂缝，降低洞壁围岩环向应力，减弱或消除岩爆危险。本发明可用于水利水电、交通、矿山等行业高地应力区隧洞的开挖工程中，以主动减弱或消除岩爆危险。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程施工技术领域，特别涉及一种隧洞施工中岩爆的主动防治方法。
背景技术
在埋深较大或构造运动强烈区域的硬岩中建造隧洞，因地应力水平较高，施工过程中在掌子面及掌子面前数倍洞径范围的洞壁处往往会发生各种形式的岩爆，给施工人员和机械设备的安全造成严重威胁，进而影响施工进度，增大工程投资。已有的岩爆的防治方法大致可归为：1、开挖前的应力解除法，2、开挖过程中的岩爆控制法，3、开挖后的支护措施法，4、综合防治法。开挖前的应力解除法及开挖过程中的岩爆控制法，重点是通过在掌子面钻小直径的应力解除孔，装药起爆后期望解除围岩的高应力状态，实际上，由于孔径小，装药少，较难形成一个较大的影响圈以解除围岩的高应力状态，而开挖后的支护措施法及综合防治法，重点在开挖轮廓形成后的支护、监测及其他安全措施，属于一种被动的岩爆防治措施。实践表明，上述方法较难取得满意的效果。
发明内容
本发明的目的就是根据上述现有技术的状况，针对存在岩爆的洞段，提供一种可有效减少掌子面及洞壁岩爆发生频次，减弱岩爆破坏程度的岩爆主动防治方法，以保证施工人员及机械设备的安全。
本发明的技术方案由下述步骤依次构成：
1、在隧洞洞壁开挖轮廓面上布设聚能致裂爆破孔；
2、在聚能致裂爆破孔中安置带有楔形药型罩的聚能药包，且其聚能药包的聚能穴朝向与隧洞的径向一致；
3、引爆带有楔形药型罩的聚能药包，使隧洞洞壁开挖轮廓面的径向上形成可降低洞壁围岩环向应力的分布式楔型裂缝。
为了进一步增强防治的效果：
1、本发明的聚能药包采用高能炸药，其药包侧面安置有导爆索。
2、本发明的聚能致裂爆破孔，其孔径选择≥60mm；其孔深选择≥6m。
实际应用中，本发明可根据围岩主应力方向及水平，采用与其相适应的聚能致裂爆破孔布置方式：
1、当主应力水平相当时，其聚能致裂爆破孔沿隧洞洞壁开挖轮廓面呈均匀对称分布；
2、当主应力水平相差较大时，其聚能致裂爆破孔的布置方式为：
1)沿与隧洞围岩最大主应力方向垂直的隧洞洞壁开挖轮廓面上对称布置两个，并且在该两孔各自与隧洞中心点连线上±30°的隧洞洞壁开挖轮廓面上各布置1个。
2)沿隧洞围岩最大主应力方向的隧洞洞壁开挖轮廓面上对称布置2个。
本发明可直接利用施工现场的钻孔设备钻设致裂爆破孔，在孔中装设带楔形药型罩和导爆索的聚能药包，采用导爆索起爆，利用聚能药包的射流作用及爆生气体的劈裂作用，在围岩表层形成分布式楔形裂缝，主动解除洞壁围岩表层的高应力状态，有效地降低或消除岩爆危险。本发明可用于水利水电工程、交通、矿山等行业高地应力区隧洞的开挖工程中。
附图说明
附图1为应力水平相差较大时聚能致裂爆破孔的布置示意图。
附图2为附图1的A-A剖面图。
附图3为180°洞周角(β)的聚能致裂爆破孔装药结构图。
附图4为起爆后形成的裂缝分布示意图。
附图5为楔形裂缝结构示意图。
附图中，1-隧洞；2-聚能致裂爆破孔；3-聚能药包；4-楔形药型罩；5-导爆索；6-裂缝。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明作进一步的介绍。
本实施例中，待开挖隧洞围岩的主应力方向为水平向和竖直向。其水平向主应力约为30MPa；其竖直向应力为水平向的1.5倍。根据本发明依次进行以下步骤：
1、钻设聚能致裂爆破孔：
在隧洞(1)开挖轮廓面根据围岩主应力方向及大小布置聚能致裂爆破孔(2)，因水平向主应力小于竖直向主应力，且相差较大，在隧洞洞周角β为0°与180°位置的掌子面紧挨洞壁处钻设2个聚能致裂爆破孔(2)，洞周角β为±30°、90°、150°、210°及270°处各布置1个聚能致裂爆破孔(2)，孔径均为110mm，孔深20m，如附图1和附图2所示。
2、安置聚能药包
在聚能致裂爆破孔中装聚能药包(3)，其装药结构剖面示意见附图3，聚能药包内置高能炸药及导爆索(4)，高能炸药由乳化炸药和黑索金混装，导爆索引出孔外，采用紫铜材质的楔形药型罩(5)，药包聚能穴朝向与隧洞的径向一致。爆破孔孔口2m范围内采用炮泥堵塞。
3、起爆形成裂缝：
聚能药包装好后，利用毫秒延时导爆管雷管连接导爆索，采用微差起爆网路，孔间延时不小于50ms。起爆后，在隧洞径向形成端部宽3～8cm、长50～100cm的分布式楔形裂缝(6)，如附图4和附图5所示。楔形裂缝(6)形成后，即可解除隧洞开挖后洞壁围岩环向应力集中状态，有效降低或消除了岩爆危险。
Claims (4)
1.一种岩爆的主动防治方法，其特征在于由下述步骤依次所构成：
1)在隧洞洞壁开挖轮廓面上布设聚能致裂爆破孔；
2)在聚能致裂爆破孔中安置带有楔形药型罩的聚能药包，且其聚能药包的聚能穴朝向与隧洞的径向一致；
3)引爆带有楔形药型罩的聚能药包，使隧洞洞壁开挖轮廓面的径向上形成可降低洞壁围岩环向应力的分布式楔型裂缝。
2.如权利要求1所述的一种岩爆的主动防治方法，其特征在于：
1)所述的聚能药包采用高能炸药，其药包侧面安置有导爆索；
2)所述的聚能致裂爆破孔：孔径≥60mm，孔深≥6m。
3.如权利要求1或2所述的一种岩爆的主动防治方法，其特征在于：所述的聚能致裂爆破孔沿隧洞洞壁开挖轮廓面呈均匀对称分布。
4.如权利要求1或2所述的一种岩爆的主动防治方法，其特征在于所述的聚能致裂爆破孔：
1)沿与隧洞围岩最大主应力方向垂直的隧洞洞壁开挖轮廓面上对称布置有两个，并且在该两孔各自与隧洞中心点连线上±30°的隧洞洞壁开挖轮廓面上各布置有1个；
2)沿隧洞围岩最大主应力方向的隧洞洞壁开挖轮廓面上对称布置有2个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101889931A CN101864961B (zh) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | 一种岩爆的主动防治方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2010101889931A CN101864961B (zh) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | 一种岩爆的主动防治方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101864961A true CN101864961A (zh) | 2010-10-20 |
| CN101864961B CN101864961B (zh) | 2011-11-16 |
Family
ID=42956867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2010101889931A Expired - Fee Related CN101864961B (zh) | 2010-05-27 | 2010-05-27 | 一种岩爆的主动防治方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101864961B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102937399A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-20 | 武汉大学 | 一种基于地应力瞬态释放的应力解除爆破方法 |
| CN104500078A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-08 | 中国矿业大学 | 一种巷外施工优化巷道区域应力场的方法 |
| CN106014421A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 宁波市交通规划设计研究院有限公司 | 一种爆破震动受限的岩石隧道开挖方法 |
| CN106499412A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-15 | 西南交通大学 | 一种以主动支护为理念的隧道防岩爆支护方法及支护系统 |
| CN107165638A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-09-15 | 江西省交通科学研究院 | 一种深部隧洞岩爆主动防控方法 |
| CN108204775A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-06-26 | 北京科技大学 | 一种深埋隧洞即时型岩爆主动防控方法 |
| CN108266226A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-10 | 山东理工大学 | 一种基于液压机械劈裂的岩爆解危方法 |
| CN108412504A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-17 | 杨丹 | 长引水深埋圆形隧洞岩爆应力解除先导洞型内部爆破法 |
| CN109057813A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-21 | 中南大学 | 一种利用高压水射流防治井筒岩爆的方法 |
| CN114737977A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-12 | 福建省交建集团工程有限公司 | 一种隧道掘进用防岩爆掌子面结构及防岩爆隧道掘进方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105715276A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-29 | 福州大学 | 一种主动防治岩爆的超前支护方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04158200A (ja) * | 1990-10-23 | 1992-06-01 | Yuichi Nakamura | き裂制御爆破工法 |
| US6453818B1 (en) * | 1996-10-18 | 2002-09-24 | Orica Explosives Technology Pty Ltd. | Method of controlled blasting |
| CN1556366A (zh) * | 2003-12-31 | 2004-12-22 | 大连理工大学 | 提高条形炸药爆破能量利用率的爆破方法 |
| CN2929636Y (zh) * | 2006-06-27 | 2007-08-01 | 中国矿业大学 | 一种多向聚能爆破装置 |
| CN101270967A (zh) * | 2008-04-30 | 2008-09-24 | 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 | 应力解除爆破法 |
| RU2345319C2 (ru) * | 2006-02-02 | 2009-01-27 | Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) | Способ взрывного разрушения руд и пород на подземных и открытых горных работах |
-
2010
- 2010-05-27 CN CN2010101889931A patent/CN101864961B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04158200A (ja) * | 1990-10-23 | 1992-06-01 | Yuichi Nakamura | き裂制御爆破工法 |
| US6453818B1 (en) * | 1996-10-18 | 2002-09-24 | Orica Explosives Technology Pty Ltd. | Method of controlled blasting |
| CN1556366A (zh) * | 2003-12-31 | 2004-12-22 | 大连理工大学 | 提高条形炸药爆破能量利用率的爆破方法 |
| RU2345319C2 (ru) * | 2006-02-02 | 2009-01-27 | Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (ИПКОН РАН) | Способ взрывного разрушения руд и пород на подземных и открытых горных работах |
| CN2929636Y (zh) * | 2006-06-27 | 2007-08-01 | 中国矿业大学 | 一种多向聚能爆破装置 |
| CN101270967A (zh) * | 2008-04-30 | 2008-09-24 | 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 | 应力解除爆破法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《采矿技术》 20061230 李永刚等 控制巷道岩爆的爆破卸压法 23-25 第06卷, 第04期 2 * |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102937399B (zh) * | 2012-11-20 | 2014-12-03 | 武汉大学 | 一种基于地应力瞬态释放的应力解除爆破方法 |
| CN102937399A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-20 | 武汉大学 | 一种基于地应力瞬态释放的应力解除爆破方法 |
| CN104500078A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-08 | 中国矿业大学 | 一种巷外施工优化巷道区域应力场的方法 |
| CN104500078B (zh) * | 2014-12-29 | 2016-08-17 | 中国矿业大学 | 一种巷外施工优化巷道区域应力场的方法 |
| CN106014421B (zh) * | 2016-05-11 | 2017-12-15 | 宁波市交通规划设计研究院有限公司 | 一种爆破震动受限的岩石隧道开挖方法 |
| CN106014421A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-10-12 | 宁波市交通规划设计研究院有限公司 | 一种爆破震动受限的岩石隧道开挖方法 |
| CN106499412A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-15 | 西南交通大学 | 一种以主动支护为理念的隧道防岩爆支护方法及支护系统 |
| CN107165638A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-09-15 | 江西省交通科学研究院 | 一种深部隧洞岩爆主动防控方法 |
| CN107165638B (zh) * | 2017-05-27 | 2019-05-24 | 江西省交通科学研究院 | 一种深部隧洞岩爆主动防控方法 |
| CN108204775A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-06-26 | 北京科技大学 | 一种深埋隧洞即时型岩爆主动防控方法 |
| CN108266226A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-07-10 | 山东理工大学 | 一种基于液压机械劈裂的岩爆解危方法 |
| CN108412504A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-08-17 | 杨丹 | 长引水深埋圆形隧洞岩爆应力解除先导洞型内部爆破法 |
| CN109057813A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-12-21 | 中南大学 | 一种利用高压水射流防治井筒岩爆的方法 |
| CN114737977A (zh) * | 2022-04-22 | 2022-07-12 | 福建省交建集团工程有限公司 | 一种隧道掘进用防岩爆掌子面结构及防岩爆隧道掘进方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101864961B (zh) | 2011-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101864961B (zh) | 一种岩爆的主动防治方法 | |
| CN103821516B (zh) | 二次卸压防治冲击地压的方法 | |
| CN107631669B (zh) | 一种高地应力条件下的掏槽爆破优化设计方法 | |
| CN103195466A (zh) | 一种定向水压爆破提高煤层透气性的方法 | |
| WO2019205558A1 (zh) | 一种脉冲水力致裂控制顶煤冒放性的方法及设备 | |
| CN103244180B (zh) | 一种留小煤柱沿空掘巷围岩控制方法 | |
| CN101441055A (zh) | 一种预裂爆破方法 | |
| CN102635388A (zh) | 煤层预裂爆破与水力压裂联作增透方法 | |
| CN102494572A (zh) | 四周空孔中心实孔掏槽掘进爆破方法 | |
| CN104819670B (zh) | 预钻中孔竖井开挖爆破方法 | |
| CN115749713B (zh) | 岩层变频脉冲缝网压裂方法与装备 | |
| CN101419040A (zh) | 大孔径复合掏槽中深孔爆破方法 | |
| CN110067558A (zh) | 一种急倾斜特厚煤层回采巷道联合卸压防治冲击矿压方法 | |
| CN106839909B (zh) | 减小深孔台阶爆破根底的多向碰撞聚能多点起爆方法 | |
| CN104358580B (zh) | 一种带筋钢骨架的大头聚能射孔管式注浆锚杆及施工方法 | |
| CN105443133B (zh) | 一种非开挖施工中的地下岩石聚能装药爆破装置和方法 | |
| CN104482817B (zh) | 一种深埋隧洞应力解除预裂爆破方法 | |
| CN108204775B (zh) | 一种深埋隧洞即时型岩爆主动防控方法 | |
| CN102383728A (zh) | 煤矿冲击地压缺陷分割控制方法 | |
| WO2006045248A1 (fr) | Outil de fracture a gaz a energie elevee pour une operation de pose de tube | |
| CN102817633A (zh) | 深孔裂隙控制爆破的抽放瓦斯的装置及预裂方法 | |
| CN103697775A (zh) | 一种高压水射流螺旋切槽松动爆破方法 | |
| CN106121644B (zh) | 基于煤岩钻孔平面交联孔网结构的充水承压爆破卸压和支护补强方法 | |
| CN102927863B (zh) | 一种全岩巷道爆破施工的新方法 | |
| CN103063091B (zh) | 一种深埋隧洞全断面毫秒爆破方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20111116 Termination date: 20210527 |