CN103175450A - 深孔爆破法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种深孔爆破法，用于下方有空区的水平矿柱进行采矿，包括以下步骤：步骤S1：在预备爆破的水平矿柱的上表面向下钻凿多个竖直的深孔，多个深孔组成深孔束，每一深孔连通空区；步骤S2：每一深孔内自下至上装填条形炸药；步骤S3：以水平矿柱的下部临空面作为爆破自由面，以空区作为爆破落矿区，深孔束内的条形炸药沿条形炸药的轴向爆破。根据本发明的深孔爆破法，当每一深孔内的条形炸药爆炸，将爆破物朝条形炸药的轴向方向抛出，形成轴向爆破，使得在水平矿柱下方存在隐患空区的条件下，利用水平矿柱的下部临空面作为爆破自由面，只需通过一次爆破作业且不需要进行切割就可以对水平矿柱实现回采，安全性高、采矿爆破效率高。

Description

深孔爆破法

技术领域

本发明涉及采矿爆破技术领域，特别地，涉及一种深孔爆破法。

背景技术

开采硬岩矿石一般采用钻孔爆破法进行采矿。深孔爆破法是多种钻孔爆破法中的一种，经常被采用。现有的深孔爆破法均为径向爆破，即朝着炸药包的径向方向爆破，主要有深孔条形药包侧向爆破法、深孔球形药包分层爆破法。

深孔条形药包侧向爆破法的爆破自由面与深孔的轴向平行或呈锐角斜交，在深孔中装填药包，朝自由面方向爆破，即朝条形炸药包的径向崩落矿石。爆破自由面与深孔轴向平行的深孔侧向爆破法被大量用于露天矿山和地下矿山，但是要求在深孔的侧旁必须具有爆破自由面。露天矿山主要采用垂直平行深孔实行排面孔侧向爆破或单孔侧向爆破；地下矿山采用平行深孔或扇形深孔实行排面孔侧向爆破。当采用平行深孔进行侧向爆破时，也可以利用空孔作为爆破自由面。爆破自由面与深孔轴向呈锐角斜交的深孔侧向爆破法的应用相对较少，主要是地下矿山采用锥形束状深孔进行爆破时，爆破自由面与深孔的轴向往往呈锐角斜交。

深孔球形药包分层爆破法主要用于地下矿山的阶段深孔采矿法进行回采爆破和在采矿过程中进行切割拉槽的工艺中。这种深孔球形药包分层爆破法在垂直深孔中装填球形炸药包，朝炸药包径向爆破；该爆破法受到深孔孔径和球形药包规格的限制，每一次爆破崩落矿岩体的分层高度较小，一般为3m-6m。

这些深孔爆破法可以解决正常开采条件下的回采问题，但是不能解决下方具有隐患空区的厚大水平矿柱的采矿问题。由于这种矿柱的厚度往往大于10m，采用现有爆破方法进行采矿，都需要对矿柱进行切割形成切割槽，实行多次爆破作业。但由于下部矿体在回采时的爆破影响和大空区条件下矿柱的应力集中作用，使矿柱遭受到严重破坏，稳定性大大下降，因此在下方有隐患空区的条件下进行多次爆破作业存在严重的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全性高、爆破效率高的深孔爆破法，以解决现有技术中对下方有空区的水平矿柱采矿需要进行多次爆破、存在安全隐患的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明提供了一种深孔爆破法，用于下方具有空区的水平矿柱进行采矿，包括以下步骤：

步骤S1：在预备爆破的水平矿柱的上表面向下钻凿多个竖直的深孔，多个深孔组成深孔束，每一深孔连通空区；

步骤S2：每一深孔内白下至上装填条形炸药；

步骤S3：以水平矿柱的下部临空面作为爆破自由面，以空区作为爆破落矿区，深孔束内的条形炸药沿条形炸药的轴向爆破。

进一步地，在步骤S1中，深孔束的横截面的宽度大于或等于深孔的深度的0.3倍；深孔束的横截面的长度为深孔束的横截面的宽度的1～3倍。

进一步地，在步骤S1中，深孔的数量大于或等于4个，深孔之间的孔间距为深孔的直径的28～32倍。

进一步地，在步骤S1中，深孔束的横截面为多边形或圆形或椭圆形。

进一步地，在步骤S2中，深孔的深度小于等于20m时，每一深孔内装填的条形炸药是连续的；深孔的深度大于20m时，深孔内间隔装填条形炸药，条形炸药之间填充堵塞物。

进一步地，在步骤S2中，每一深孔下端填充堵塞物，堵塞物的长度为2m～3m，当深孔的深度大于20m时，深孔下部第一段条形炸药的长度为6m～10m。

进一步地，每一深孔下端填充的堵塞物的上端面在同一水平线上，每一深孔内的装药结构相同。

进一步地，在每一深孔的同一水平段的条形炸药内分别装设有同一段别的毫秒延期非电雷管。

进一步地，在步骤S3中，深孔束的每一深孔同时起爆，当深孔的深度大于20m时，从每一深孔的下部第一段炸药开始自下而上进行毫秒延期起爆。

本发明具有以下有益效果：

根据本发明的深孔爆破法，沿预备爆破的水平矿柱钻凿多个竖直的深孔，每一深孔内装填条形炸药，每一深孔分别与下方空区相通，爆破自由面正交于条形炸药的轴向；当每一深孔内的条形炸药同时爆炸时，条形炸药的爆炸应力形成聚合效应，足以破碎矿石并克服爆破自由面方向的阻力，将爆破物朝条形炸药的轴向方向抛出，形成轴向爆破。轴向爆破可以使得在水平矿柱下方存在隐患空区的条件下，利用水平矿柱的下部临空面作为爆破自由面，只需通过一次爆破作业且不需要进行切割拉槽就可以对水平矿柱实现回采，安全性高、采矿爆破效率高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的深孔爆破法的深孔束的深孔分布示意图；以及

图2是图1所示A-A的剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1和图2，本发明的实施例提供了一种深孔爆破法，用于下方有空区20的水平矿柱10进行采矿，包括以下步骤：步骤S1：在预备爆破的水平矿柱10的上表面向下钻凿多个竖直的深孔30，多个深孔30组成深孔束，每一深孔30连通空区20；骤S2：每一深孔30内自下至上装填条形炸药；步骤S3：以水平矿柱10的下部临空面作为爆破自由面，以空区20作为爆破落矿区，深孔束内的条形炸药沿条形炸药的轴向爆破。根据本发明的深孔爆破法，当每一深孔30内的条形炸药同时爆炸时，条形炸药的爆炸应力形成聚合效应，聚合效应破碎矿石并克服爆破自由面方向的阻力，使得爆破物的抛掷方向沿条形炸药的轴向方向，从而形成轴向爆破。轴向爆破可以使得只需通过一次爆破作业且不需要进行切割拉槽就可以对水平矿柱10实现回采，安全性高、采矿爆破效率高。

深孔爆破法的具体步骤为：

步骤S1：在预备爆破的水平矿柱10的上表面向下钻凿多个竖直的深孔30，多个深孔30组成深孔束，每一深孔30连通空区20；

多个竖直的深孔30组成一个深孔束，组成深孔束的深孔30数量要大于或等于4个，以使得深孔束的条形炸药同时爆炸时产生的爆炸应力能够形成聚合效应。深孔束的横截面的长度为深孔束的横截面的宽度的1～3倍；优选地，深孔束的横截面的长度为深孔束的横截面的宽度的1～1.5倍。深孔束的横截面的长度和宽度比不宜过大，以保证深孔束在爆破时形成有效的爆炸应力聚合作用。深孔束的横截面一般为多边形，如棱形、矩形等；在其他的实施方式中，深孔束的横截面还可以为圆形或椭圆形。深孔束的横截面的宽度大于或等于深孔30的深度的0.3倍，优选地，深孔束的横截面的宽度为深孔30的深度的0.4～0.6倍。深孔束的横截面的宽度和深孔的深度比不宜过小，以使得爆炸应力形成的聚合作用足以克服爆破自由面方向的阻力，将破碎矿石抛向空区，实现轴向爆破。深孔30之问的孔间距为深孔30的直径的28～32倍，以使得每个深孔30内的条形炸药爆炸时产生的爆炸应力能够将深孔束控制范围内的矿体破碎，并能将破碎后的矿石朝炮孔的轴向方向抛出。如果深孔30之间的孔间距与深孔30的直径比过小，则条形炸药爆炸时会对周边矿岩体造成破坏，带来安全隐患，同时也浪费炸药；如果深孔30之间的孔间距与深孔30的直径比过大，则深孔30之间的矿体不能被完全破碎，或不能将破坏后的矿石抛向空区，带来安全隐患，并且达不到高效的效果。

步骤S2：每一深孔30内自下至上装填条形炸药；

首先在每一深孔30的底部填充2m～3m的堵塞物不装药，并保持深孔束的每一深孔30底部的堵塞物的上端面在同一水平面上，然后自下而上装填条形炸药；在深孔上端填充3m-4m的堵塞物不装药。当钻凿的深孔30的深度小于或等于20m时，在深孔30的底部堵塞物上方连续装填条形炸药；当深孔30的深度大于20m时，在深孔30的底部堵塞物上方间隔装填条形炸药。当深孔30的深度大于20m时，在深孔下部所装填的第一段条形炸药的长度一般为6m～10m，条形炸药装填好后再在条形炸药上端填充2m～3m的堵塞物，再自下至上装填第二段炸药lOm-16m，如此反复，直至将深孔30填满。每一深孔30内的装药结构相同。在每一深孔30的同一水平段的条形炸药内分别装设有同一段别的毫秒延期非电雷管，用于分别引爆各个装药段的炸药。通过这种控制爆破，将同一水平段的不同深孔30内的条形炸药在同一时间爆炸，使各个深孔内的条形炸药同时爆炸时产生的爆炸应力形成聚合效应，有效地发挥炸药威力实现轴向爆破。

步骤S3：以水平矿柱10的下部临空面作为爆破自由面，以空区20作为爆破落矿区，深孔束内的条形炸药沿条形炸药的轴向爆破。

以水平矿柱10的下部临空面作为爆破自由面，以下方空区20为爆破落矿区。当深孔30的深度小于或等于20m，深孔束内的炸药同时起爆，由于深孔束的结构的合理设计，使得深孔束内的炸药在爆炸时形成有效的爆炸应力聚合作用；由于条形炸药的轴向方向为自由面，对爆炸应力的阻力最小，使得爆炸应力沿着条形炸药的轴向方向释放；由于深孔30下端的堵塞物不装药长度比深孔30上端的堵塞物不装药长度短，其深孔30内下端的爆破阻力小于上端的爆破阻力，加上矿石自身重力的作用，使得破碎矿石的抛掷方向沿着条形炸药向下的轴向方向，可使得绝大部份破碎矿石落入空区20，实现轴向爆破。当深孔30的深度大于20m时，深孔内采用间隔装填条形炸药的方式，从每一深孔30的底部的第一段炸药开始自下而上毫秒延期起爆，由于每一深孔30的装药结构相同，且每一深孔30的同一水平段的条形炸药内装设有同一段别的毫秒延期非电雷管，因此同一水平段的不同深孔30内的条形炸药在同一时间引爆；由于条形炸药的轴向方向为自由面，对爆炸应力的阻力最小，使得爆破应力沿着条形炸药的轴向方向释放；由于每一深孔30自底部的第一段炸药开始白下而上毫秒延期起爆，先起爆的炸药段所破碎的矿石受到上部延期才起爆的矿体的限制只能抛向沿着条形炸药向下的轴向方向；当深孔30中最后起爆的炸药段爆破时，由于深孔30上端的堵塞物不装药长度比深孔30的间隔堵塞物长度长，其深孔30内向下的爆破阻力小于向上的爆破阻力，加上矿石自身重力的作用，使得破碎矿石的抛掷方向沿着条形炸药向下的轴向方向，使绝大部份破碎矿石落入空区20，因此实现矿柱10沿条形炸药的轴向爆破。轴向爆破使得水平矿柱10在下方存在有隐患空区的条件下，利用下部临空面作为自由面，深孔束爆破影响控制范围内的水平矿柱10仅进行一次爆破作业且不需要切割拉槽就可以进行回采爆破，安全性高、工艺简单且爆破效果好。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明的深孔爆破法，沿预备爆破的水平矿柱钻凿多个竖直的深孔，每一深孔内装填条形炸药，每一深孔分别与下方空区相通，爆破自由面正交于条形炸药的轴向；当每一深孔内的条形炸药爆炸时，条形炸药的爆炸应力形成聚合效应，足以破碎矿石并克服爆破自由面方向的阻力，将爆破物朝条形炸药的轴向方向抛出，形成轴向爆破。轴向爆破可以使得在水平矿柱下方存在隐患空区的条件下，利用水平矿柱的下部临空面作为爆破自由面，只需通过一次爆破作业且不需要进行切割拉槽就可以对水平矿柱实现回采，安全性高、采矿爆破效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种深孔爆破法，用于下方具有空区(20)的水平矿柱(10)进行采矿，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在预备爆破的所述水平矿柱(10)的上表面向下钻凿多个竖直的深孔(30)，多个所述深孔(30)组成深孔束，每一所述深孔(30)连通所述空区(20)；

步骤S2：每一所述深孔(30)内白下至上装填条形炸药；

步骤S3：以所述水平矿柱(10)的下部临空面作为爆破自由面，以所述空区(20)作为爆破落矿区，所述深孔束内的条形炸药沿所述条形炸药的轴向爆破。

2.根据权利要求1所述的深孔爆破法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述深孔束的横截面的宽度大于或等于所述深孔(30)的深度的0.3倍；所述深孔束的横截面的长度为所述深孔束的横截面的宽度的1～3倍。

3.根据权利要求2所述的深孔爆破法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述深孔(30)的数量大于或等于4个，所述深孔(30)之间的孔间距为所述深孔(30)的直径的28～32倍。

4.根据权利要求3所述的深孔爆破法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述深孔束的横截面为多边形或圆形或椭圆形。

5.根据权利要求1所述的深孔爆破法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述深孔(30)的深度小于等于20m时，每一所述深孔(30)内装填的所述条形炸药是连续的；所述深孔(30)的深度大于20m时，所述深孔(30)内间隔装填所述条形炸药，所述条形炸药之间填充堵塞物。

6.根据权利要求1所述的深孔爆破法，其特征在于，在所述步骤S2中，每一所述深孔(30)下端填充堵塞物，所述堵塞物的长度为2m～3m，当所述深孔(30)的深度大于20m时，深孔下部第一段所述条形炸药的长度为6m～10m。

7.根据权利要求6所述的深孔爆破法，其特征在于，每一所述深孔(30)下端填充的堵塞物的上端面在同一水平线上，每一所述深孔(30)内的装药结构相同。

8.根据权利要求7所述的深孔爆破法，其特征在于，在每一所述深孔(30)的同一水平段的条形炸药内分别装设有同一段别的毫秒延期非电雷管。

9.根据权利要求1所述的深孔爆破法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述深孔束的每一所述深孔(30)同时起爆，当所述深孔(30)的深度大于20m时，从每一所述深孔(30)的下部第一段炸药开始自下而上进行毫秒延期起爆。

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