CN103471475B - 一种渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法 - Google Patents

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本发明公开了一种渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法，包括以下步骤，首先在工作面上布置一个中心次要掏槽孔，然后围绕中心次要掏槽孔布置5～7个主要掏槽孔，且主要掏槽孔的孔深按偏离中心次要掏槽孔的远近而由浅到深呈渐深式螺旋形布置；主要掏槽孔装药量为其孔深的50～70%，中心次要掏槽孔装药量约为孔深的20%～30%；起爆时，主要掏槽孔沿着螺旋线从内向外依次起爆，且主要掏槽孔先于中心次要掏槽孔起爆。渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法结合了桶形掏槽和螺旋形掏槽方法的优点，具有掏槽孔少、单耗低、钻孔方便、作业时间短、爆破效率高以及成本低等特点。

Description

一种渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法
技术领域
本发明涉及一种渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法，适用于矿山井巷掘进和露天竖井掏槽，尤其适用于中硬岩石大断面高效、快速掘进。
技术背景
井巷掘进进尺主要取决于掏槽的效率。传统的井巷掘进中掏槽方法主要为两空孔桶形掏槽方法、斜眼掏槽方法和大直径空孔螺旋形掏槽方法。两空孔桶形掏槽方法，虽然具有炮孔深度不受井巷断面大小控制、炮堆集中和炮孔利用率较高等特点，但其以中心空孔作为首爆炮孔的自由面和岩石膨胀的补偿空间，对中心空孔的位置、数量和大小等要求严格，且存在掏槽所需炮孔数量大、掏槽腔较小以及炸药消耗大等问题。斜眼掏槽方法具有操作简单、精度要求较直眼掏槽低、能按岩层的实际情况选择掏槽方式和掏槽角度、易把岩石抛出、掏槽眼的数量少且炸药消耗量低等优点，但是斜眼掏槽的炮眼深度易受开挖断面尺寸的限制，不易提高循环进尺，也不便于多台凿岩机同时作业。大直径空孔螺旋形掏槽方法，具有掏槽孔少和炮孔利用率较高等特点，但其中心空孔孔径大于其余掏槽孔，钻孔作业时需要采用大功率钻机配大直径钻杆凿岩，导致钻孔作业工序较繁琐，作业时间长等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种掏槽孔少、炸药单耗低、作业时间短、爆破效率高以及成本低的渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法，步骤如下：
步骤ⅰ、在工作面上布置一个中心次要掏槽孔，所述的中心次要掏槽孔为直眼；
步骤ⅱ、以步骤ⅰ所述的中心次要掏槽孔作为1段主要掏槽孔的自由面和补偿空间，结合炸药单耗，确定所述的1段主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，并在工作面上布置所述的1段主要掏槽孔；
步骤ⅲ、以步骤ⅱ所述的1段主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔的孔距作为2段主要掏槽孔爆破时的自由面，结合炸药单耗，确定所述的2段主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，并在工作面上布置所述的2段主要掏槽孔；
步骤ⅳ、后续各个主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距确定方法均与步骤ⅲ所述相同，即以前一段所述的主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距作为后一段主要掏槽孔爆破时的自由面，结合炸药单耗，确定后一段所述的主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，并将其布置在工作面上；
步骤ⅴ、根据掏槽爆破单耗和步骤ⅱ～ⅳ各个所述的主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，确定各所述的主要掏槽孔和所述的中心次要掏槽孔的装药量；
步骤ⅵ、根据步骤ⅴ各掏槽孔装药量，向各掏槽孔中装药，然后进行起爆。
进一步地，所述的中心次要掏槽孔与各所述的主要掏槽孔均为直眼，且孔径均相同。
进一步地，所述的主要掏槽孔数目为5～7个。
进一步地，所述的1段主要掏槽孔的孔深为所述的中心次要掏槽孔的孔深的1/4～1/3，所述的2段主要掏槽孔的孔深比所述的1段主要掏槽孔深70～100cm，所述的3段主要掏槽孔的孔深比所述的2段主要掏槽孔深70～100cm，依此类推，最后一段主要掏槽孔的孔深比所述的中心次要掏槽孔略浅20～50cm。
进一步地，所述的主要掏槽孔装药量为孔深的50～70%，所述的中心次要掏槽孔的装药量为孔深的20%～30%。
进一步地，所述的中心次要掏槽孔和所述的主要掏槽孔装药后，所述的主要掏槽孔沿着螺旋线从内向外依次起爆，且所述的主要掏槽孔先于所述的中心次要掏槽孔起爆。
采用上述技术方案的渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法，具有以下优点：
一方面，避免了斜眼掏槽受作业面空间限制问题，而且与传统的大直径空孔螺旋形掏槽方法相比，解决了传统大直径空孔螺旋形掏槽法中因孔径不同而需更换钻杆导致掏槽作业工序较繁琐、作业时间长等问题；另一方面，渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法，最大程度的减少掏槽孔的掏槽量，缩短作业时间、降低炸药单耗和成本；另外，所述中心次要掏槽孔孔底装药并后于所述主要掏槽孔起爆，起到强力推出掏槽孔中岩屑，加深和增大掏槽腔体积的作用。
附图说明
图1为本发明的工作面炮孔布置示意图。
图2为本发明的工作面炮孔布置剖面示意图。
图3为本发明的工作面炮孔装药剖面示意图。
图4为本发明的具体实施例中的工作面炮孔布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施步骤对本发明作进一步说明。
参见图1、图2、图3和图4，一种渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法，包括以下步骤：
步骤ⅰ、如图4所示，在工作面上布置中心次要掏槽孔1；
步骤ⅱ、以步骤ⅰ的中心次要掏槽孔1的孔径A1作为1段主要掏槽孔2的自由面和补偿空间，结合掏槽爆破单耗，确定1段主要掏槽孔2与中心次要掏槽孔1之间的孔距A2，并在工作面上布置1段主要掏槽孔2；
步骤ⅲ、以步骤ⅱ的1段主要掏槽孔2与中心次要掏槽孔1的孔距A2作为2段主要掏槽孔3爆破时的自由面，结合掏槽爆破单耗，确定2段主要掏槽孔3与中心次要掏槽孔1之间的孔距A3，并在工作面上布置2段主要掏槽孔3；
步骤ⅳ、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6与中心次要掏槽孔1之间的孔距A4、A5和A6，确定方法均与步骤ⅲ2段主要掏槽孔3与中心次要掏槽孔1之间的孔距A3相同，即以前一段主要掏槽孔与1号中心次要掏槽孔1之间的孔距作为后一段主要掏槽孔爆破时的自由面，结合掏槽爆破单耗，确定后一段主要掏槽孔与中心次要掏槽孔1之间的孔距，并依次将3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6布置在工作面上；
步骤ⅴ、根据掏槽爆破单耗和1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6与中心次要掏槽孔1之间的孔距，确定1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6和中心次要掏槽孔1的装药量；
步骤ⅵ、根据步骤ⅴ的中心次要掏槽孔1、1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6的装药量，向各掏槽孔中装药，然后进行起爆，起爆过程中，1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6先于中心次要掏槽孔1起爆；
进一步的，所述中心次要掏槽孔1、1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6中，中心次要掏槽孔1的孔深最大，1段主要掏槽孔2离中心次要掏槽孔1最近，孔深最浅，为中心次要掏槽孔1的孔深的1/4～1/3，2段主要掏槽孔3的孔深比1段主要掏槽孔2孔深长70～100cm，3段主要掏槽孔4的孔深比2段主要掏槽孔3长70～100cm，依此类推，5段主要掏槽孔6孔深接近于中心次要掏槽孔1的孔深，且孔深比中心次要掏槽孔1略浅20～50cm。
以上中心次要掏槽孔1、1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6均为直眼，且孔径均相同。
以下将结合具体操作实例对本发明做进一步的详细说明：
某泵站竖井开挖，设计开挖断面约为1200m2，一次开挖成形，单次进尺深度为6.5～7m，总开挖深度为40m，所在地岩石主要为安山岩。
具体实施步骤是：
步骤ⅰ、如图4所示，在作业面上布置1号中心次要掏槽孔1，孔径90mm，孔深7m；
步骤ⅱ、以步骤ⅰ中心次要掏槽孔1的孔径A1作为1段主要掏槽孔2的自由面和补偿空间，结合掏槽爆破单耗，确定1段主要掏槽孔2与中心次要掏槽孔1之间的孔距A2为300mm，并在工作面上布置1段主要掏槽孔2；
步骤ⅲ、以步骤ⅱ的1段主要掏槽孔2与中心次要掏槽孔1的孔距A2（300mm）作为2段主要掏槽孔3爆破时的自由面，结合爆破单耗，确定2段主要掏槽孔3与中心次要掏槽孔1之间的孔距A3为450mm，并在工作面上布置2段主要掏槽孔3；
步骤ⅳ、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6与中心次要掏槽孔1之间的孔距A4（600mm）、A5（800mm）和A6（1100mm），确定方法均与步骤ⅲ的2段主要掏槽孔3与中心次要掏槽孔1之间的孔距A3相同，即以前一段主要掏槽孔与中心次要掏槽孔1之间的孔距作为后一段主要掏槽孔爆破时的自由面，结合掏槽爆破单耗，确定后一段主要掏槽孔与中心次要掏槽孔1之间的孔距，并将3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6布置在工作面上；
步骤ⅴ、根据掏槽爆破单耗和1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6与中心次要掏槽孔1之间的孔距A2～A5，结合掏槽爆破单耗，确定1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6装药量为孔深的50～70%，中心次要掏槽孔1的装药量8为孔深的20%～30%（如图3中8所示为装药量）；
步骤ⅵ、根据步骤ⅴ的中心次要掏槽孔1、1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6的装药量，向中心次要掏槽孔1、1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6中装药，并用炮泥7进行堵塞（如图3中7所示为炮泥），然后进行起爆，起爆过程中，1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6沿着螺旋线从内向外依次起爆，且1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6先于中心次要掏槽孔1起爆。
进一步的，所述中心次要掏槽孔1、1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6中，中心次要掏槽孔1孔深最大，1段主要掏槽孔2离中心次要掏槽孔1最近，孔深最浅，为中心次要掏槽孔1的孔深的1/4～1/3，2段主要掏槽孔3孔深比1段主要掏槽孔2的孔深长70～100cm，3段主要掏槽孔4孔深比2段主要掏槽孔3长70～100cm，依此类推，5段主要掏槽孔6孔深接近于中心次要掏槽孔1孔深，且孔深比中心次要掏槽孔1略浅20～50cm。
本发明一种渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法的优点在于：1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6孔径和中心次要掏槽孔1孔径相同，解决了传统大直径空孔螺旋形掏槽法中因孔径不同而需更换钻杆导致掏槽作业工序较繁琐、作业时间长等问题；充分利用掏槽炮孔，1段主要掏槽孔2首爆时，利用中心次要掏槽孔1上部未装药部分作为自由面和补偿空间，提高了炮孔利用率；渐深式螺旋形布置2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6，最大程度的减少掏槽孔的掏槽量，缩短作业时间、降低炸药单耗和成本；中心次要掏槽孔1孔底装药并后于1段主要掏槽孔2、2段主要掏槽孔3、3段主要掏槽孔4、4段主要掏槽孔5、5段主要掏槽孔6起爆，起到强力推出掏槽孔中岩屑，加深和增大掏槽腔体积的作用。

Claims (1)

1.一种渐深式孔底补偿螺旋形强力掏槽方法，其特征是：步骤如下：
步骤ⅰ、在工作面上布置一个中心次要掏槽孔，所述的中心次要掏槽孔为直眼；
步骤ⅱ、以步骤ⅰ所述的中心次要掏槽孔作为1段主要掏槽孔的自由面和补偿空间，结合炸药单耗，确定所述的1段主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，并在工作面上布置所述的1段主要掏槽孔；所述的1段主要掏槽孔的孔深为所述的中心次要掏槽孔的孔深的1/4～1/3，2段主要掏槽孔的孔深比所述的1段主要掏槽孔深70～100cm，3段主要掏槽孔的孔深比所述的2段主要掏槽孔深70～100cm，依此类推，最后一段主要掏槽孔的孔深比所述的中心次要掏槽孔略浅20～50cm；所述的主要掏槽孔均为直眼；所述的中心次要掏槽孔与各所述的主要掏槽孔的孔径均相同；所述的主要掏槽孔数目为5～7个；
步骤ⅲ、以步骤ⅱ所述的1段主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔的孔距作为2段主要掏槽孔爆破时的自由面，结合炸药单耗，确定所述的2段主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，并在工作面上布置所述的2段主要掏槽孔；
步骤ⅳ、后续各个主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距确定方法均与步骤ⅲ所述相同，即以前一段所述的主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距作为后一段主要掏槽孔爆破时的自由面，结合炸药单耗，确定后一段所述的主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，并将其布置在工作面上；
步骤ⅴ、根据掏槽爆破单耗和步骤ⅱ～ⅳ各个所述的主要掏槽孔与所述的中心次要掏槽孔之间的孔距，确定各所述的主要掏槽孔和所述的中心次要掏槽孔的装药量；所述的主要掏槽孔装药量为孔深的50～70％，所述的中心次要掏槽孔的装药量为孔深的20％～30％；
步骤ⅵ、根据步骤ⅴ各掏槽孔装药量，向各掏槽孔中装药，然后进行起爆，所述的中心次要掏槽孔和所述的主要掏槽孔装药后，所述的主要掏槽孔沿着螺旋线从内向外依次起爆，且所述的主要掏槽孔先于所述的中心次要掏槽孔起爆。
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