CN103758524A - 一种分段爆破掘进竖井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分段爆破掘进竖井施工方法，具体包括如下步骤：通过钻孔工艺；清孔、封孔工艺；掏孔；爆破工艺；装药结构及爆破顺序；填塞；起爆方法与网路等步骤进行施工操作。本发明竖（导）井深孔爆破一次钻孔分段爆破成井，即在竖（导）井设计范围内，采用中深孔凿岩设备，一次钻好竖（导）井内全部炮孔，然后分段爆破成井，工艺新颖合理；炮孔一次性钻成，既能加快施工进度，又有利于安全；在小断面难以进行深孔爆破的情况下，采用分段进行爆破，逐段成井；适应于浅井掘进，小断面竖（导）井的掘进；简易可行，设备轻便，机动灵活，劳动强度；与其他现有的掘进方法相比较，具有更大的机动性、适应性、安全性。

Description

一种分段爆破掘进竖井施工方法

技术领域：

本发明涉及竖（导）井使用方法，尤其涉及一种分段爆破掘进竖井施工方法。

背景技术：

竖（导）井施工过程的常规方法是掘进，主要采用分层钻孔爆破，掘进速度慢，工效低，劳动强度大，木材消耗量大，粉尘浓度高，安全性差。

发明内容：

为了弥补现有技术问题，本发明的目的是提供一种分段爆破掘进竖井施工方法，简易可行，设备轻便，机动灵活，劳动强度低，掘进速度慢，工效高，木材消耗量大，粉尘浓度低，安全性提高。

本发明的技术方案如下： 

分段爆破掘进竖井施工方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）钻孔工艺：

(1)钻孔设备：采用SKD70和SKD100潜孔钻或100型地质钻机，由上向下钻孔；

(2)钻孔实施：开钻前根据设计要求，测定好竖井方位和倾角，给出中心点和孔位；然后将潜孔钻就位，并调整好钻杆的方位和倾角，使之符合设计要求；开孔时首先用采用柱齿钻头，Φ130mm开门钻头，将孔口附近凿平，然后开孔，开孔要慢速、减压、精心操作；当孔深钻到原岩深0.1~0.2m时，停止钻进，校核钻杆的方位和倾角，使之符合设计要求，以控制炮孔偏斜；

2）清孔、封孔工艺：

(1)清孔：钻孔结束后，需立即将提水筒用绳拴挂放入孔内，将残存的冲洗液提出孔外，使钻孔大体干燥、干净；

(2)封孔：清孔后进行封孔，封孔方法如下：

填料选用干燥黏土；

操作方法：填料在下入孔内之前先用锤子砸碎，并过筛除去杂物，以防堵在钻孔中途；投填料时，可备一个漏斗，使其慢慢下落；如发生堵孔，可用绳子拴一根钢钎下入孔内，上下提动几下便可，投入填料直到接近孔口位置，不必砸实；

(3)掏孔：

工具选用套筒、一字钢钎、尖头钢钎和掏勺；

操作方法：先把工作面清理干净，找出钻孔位置，用尖头钢钎把孔口碎石撬松、捣碎，然后下入套筒把碎渣、黏土捞出；所掏炮孔的深度，按照每次爆破需要确定，所掏的孔段必须把泥浆刮干净；

3）爆破工艺：

(1)掏槽方式：双螺旋方式；

(2)爆破参数的确定：

孔径：根据使用的钻孔、钻具，装药孔径定为Φ60mm，以Φ130mm孔径组成两孔的掏槽空孔；

孔距：施工时按设计在竖井中心打两个中心距为380mm的空孔；

第一序掏槽孔至空孔的距离，取250mm；

第二序掏槽孔至空孔间的距离，取300mm；

第三序掏槽孔取400mm；

第四序掏槽孔取500mm；

其中第一序掏槽孔、第二序掏槽孔、第三序掏槽孔、第四序掏槽孔均为两个且对称分布在空孔的外周；

炸药单耗：单位体积炸药消耗量与岩性、竖井断面、分段高度、药包直径及装药结构等因素有关，一般竖（导）井的单耗为4~6kg/m³左右；

每米炮孔装药量：槽孔采用间隔装药，药包Φ480mm；药包长350mm；间隔为200mm，槽孔每米装药量分别为1.1kg，周边孔采用连续柱状装药结构时，每米装药量为1.7~1.8kg；

(3)一次爆破分段高度：一次爆破分段高度主要与爆破条件有关，分段高度一般可达3~5m；

4）装药结构及爆破顺序

(1)炸药：采用乳化炸药，药包规格为48mm×350mm，药包重量0.6kg/个；

(2)装药结构：掏槽孔采用间隔装药，每个药包间隔一个200mm，并在装药全长敷设导爆索，周边孔采用连续柱状装药，采用双起爆药包，一个装在底部，另一个装在装药段上部1/3处；

(3)起爆顺序：按槽孔顺序先放第一序掏槽孔，再依次放第二、三、四序掏槽孔，最后进行周边孔爆破，一般掏槽孔超前周边孔一个分段；

5）填塞：

装药时下填塞高度以不超过该孔最小抵抗线为宜，试验中槽孔下填塞高度一般为0.3~0.4m，周边孔为0.4~0.5m ，上填塞高度为0.5m以上，填塞材料为木楔、炮泥和碎岩渣；

6）起爆方法与网路：

每个炮孔装2发导爆管雷管，用起爆器击发电雷管再反向起爆导爆管，孔内各药包用导爆索连接，毫秒延时间隔时间，考虑炮孔爆破后有充裕的排渣时间，掏槽孔取10~200ms，周边孔取100~250ms。

本发明的优点是： 

1、本发明竖（导）井深孔爆破一次钻孔分段爆破成井，即在竖（导）井设计范围内，采用中深孔凿岩设备，一次钻好竖（导）井内全部炮孔，然后分段爆破成井，工艺新颖合理；

2、本发明竖（导）井炮孔一次性钻成，既能加快施工进度，又有利于安全。在小断面难以进行深孔爆破的情况下，采用分段进行爆破，逐段成井；

3、本发明适应于浅井掘进（一般井深不大于20m），小断面(2m×2m以下)竖（导）井的掘进；

4、本发明方法简易可行，设备轻便，机动灵活，劳动强度；与其他现有的掘进方法相比较，具有更大的机动性、适应性、安全性。

附图说明：

图1为本发明的分段爆破成井示意图， A为竖（导）井，B为隧道。

图2为本发明的炮孔布置图，1为空孔，2为第一序掏槽孔，3为第二序掏槽孔，4为第三序掏槽孔，5为第四序掏槽孔。 

图3为本发明的周边孔连续装药结构示意图，6为导爆管，7为药包。 

图4为本发明的掏槽孔间隔装药结构示意图，6为导爆管，7为药包。 

具体实施方式：

参见附图：

分段爆破掘进竖井施工方法，具体包括如下步骤：

1）钻孔工艺：

(1)钻孔设备：采用SKD70和SKD100潜孔钻或100型地质钻机，由上向下钻孔；

(2)钻孔实施：开钻前根据设计要求，测定好竖井方位和倾角，给出中心点和孔位；然后将潜孔钻就位，并调整好钻杆的方位和倾角，使之符合设计要求；开孔时首先用采用柱齿钻头，Φ130mm开门钻头，将孔口附近凿平，然后开孔，开孔要慢速、减压、精心操作；当孔深钻到原岩深0.1~0.2m时，停止钻进，校核钻杆的方位和倾角，使之符合设计要求，以控制炮孔偏斜；

钻孔中的注意事项：钻孔质量是保证井深孔爆破的关键，为消除或减少钻孔开门时炮孔偏斜，钻头采用柱齿钻头，保证开孔时钻孔不移位，同时提高钻头的使用寿命减少粉尘浓度、提高凿岩效率、降低凿岩成本。

在用支架式潜孔钻孔时，这种钻架轻便，但稳定性差，炮孔偏斜较大，特别是打掏槽孔时，易于相互贯穿，造成炮孔报废，不能满足工艺要求，应自行设计钻架，改善炮孔质量。 

2）清孔、封孔工艺： 

(1)清孔：钻孔结束后，需立即将提水筒用绳拴挂放入孔内，将残存的冲洗液提出孔外，使钻孔大体干燥、干净；

(2)封孔：清孔后进行封孔，封孔方法如下：

填料选用干燥黏土；

操作方法：填料在下入孔内之前先用锤子砸碎，并过筛除去杂物，以防堵在钻孔中途；投填料时，可备一个漏斗，使其慢慢下落；如发生堵孔，可用绳子拴一根钢钎下入孔内，上下提动几下便可，投入填料直到接近孔口位置，不必砸实；

(3)掏孔：

工具选用套筒、一字钢钎、尖头钢钎和掏勺；

操作方法：先把工作面清理干净，找出钻孔位置，用尖头钢钎把孔口碎石撬松、捣碎，然后下入套筒把碎渣、黏土捞出；所掏炮孔的深度，按照每次爆破需要确定，所掏的孔段必须把泥浆刮干净；

3）爆破工艺：

深孔竖（导）井爆破系一次钻孔，分段爆破成井，因每次爆破后要求所有的炮孔畅通，故掏槽应相当可靠，因此使用双空孔方案，来增大了空孔面积，改善了爆破条件，使装药槽孔允许偏差增大，提高了爆破的可靠性；

(1)掏槽方式：双螺旋方式；

(2)爆破参数的确定：

孔径：根据使用的钻孔、钻具，装药孔径定为Φ60mm，以Φ130mm孔径组成两孔的掏槽空孔；

孔距：施工时按设计在竖井中心打两个中心距为380mm的空孔；

第一序掏槽孔至空孔的距离，取250mm；

第二序掏槽孔至空孔间的距离，取300mm；

第三序掏槽孔取400mm；

第四序掏槽孔取500mm；

其中第一序掏槽孔、第二序掏槽孔、第三序掏槽孔、第四序掏槽孔均为两个且对称分布在空孔的外周；

炸药单耗：单位体积炸药消耗量与岩性、竖井断面、分段高度、药包直径及装药结构等因素有关，一般竖（导）井的单耗为4~6kg/m³左右；

每米炮孔装药量：槽孔采用间隔装药，药包Φ480mm；药包长350mm；间隔为200mm，槽孔每米装药量分别为1.1kg，周边孔采用连续柱状装药结构时，每米装药量为1.7~1.8kg；

(3)一次爆破分段高度：一次爆破分段高度主要与爆破条件有关，分段高度一般可达3~5m；

4）装药结构及爆破顺序

(1)炸药：采用乳化炸药，药包规格为48mm×350mm，药包重量0.6kg/个；

(2)装药结构：掏槽孔采用间隔装药，每个药包间隔一个200mm，并在装药全长敷设导爆索（导爆管），周边孔采用连续柱状装药，采用双起爆药包，一个装在底部，另一个装在装药段上部1/3处；

(3)起爆顺序：按槽孔顺序先放第一序掏槽孔，再依次放第二、三、四序掏槽孔，最后进行周边孔爆破，一般掏槽孔超前周边孔一个分段；

5）填塞：

装药时下填塞高度以不超过该孔最小抵抗线为宜，试验中槽孔下填塞高度一般为0.3~0.4m，周边孔为0.4~0.5m ，上填塞高度为0.5m以上，填塞材料为木楔、炮泥和碎岩渣；

6）起爆方法与网路：

竖（导）井深孔爆破一次钻孔分段爆破成井，即在竖（导）井设计范围内，采用中深孔凿岩设备，一次钻好竖（导）井内全部炮孔，然后分段爆破成井：

每个炮孔装2发导爆管雷管，用起爆器击发电雷管再反向起爆导爆管，孔内各药包用导爆索连接，毫秒延时间隔时间，考虑炮孔爆破后有充裕的排渣时间，掏槽孔取10~200ms（1段、3段、5段、7段），周边孔取100~250ms（5段、7段、9段）。

本发明的应用实例： 

宁国市社坞坑调压井导井开挖，深18m，其中从隧洞向上开挖了4m，从上而下开挖14m,导井尺寸2*2m；

佛子岭抽水蓄能电站上库进出口闸门井，深16m,导井尺寸2*2m；

上述两例工程都由于工期紧迫，采用竖（导）井与隧洞同时开挖，与隧洞贯通后再扩大开挖，有效的保证施工进度，实用性强。

Claims (1)

1.一种分段爆破掘进竖井施工方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）钻孔工艺：

(1)钻孔设备：采用SKD70和SKD100潜孔钻或100型地质钻机，由上向下钻孔；

(2)钻孔实施：开钻前根据设计要求，测定好竖井方位和倾角，给出中心点和孔位；然后将潜孔钻就位，并调整好钻杆的方位和倾角，使之符合设计要求；开孔时首先用采用柱齿钻头，Φ130mm开门钻头，将孔口附近凿平，然后开孔，开孔要慢速、减压、精心操作；当孔深钻到原岩深0.1~0.2m时，停止钻进，校核钻杆的方位和倾角，使之符合设计要求，以控制炮孔偏斜；

2）清孔、封孔工艺：

(1)清孔：钻孔结束后，需立即将提水筒用绳拴挂放入孔内，将残存的冲洗液提出孔外，使钻孔大体干燥、干净；

(2)封孔：清孔后进行封孔，封孔方法如下：

填料选用干燥黏土；

操作方法：填料在下入孔内之前先用锤子砸碎，并过筛除去杂物，以防堵在钻孔中途；投填料时，可备一个漏斗，使其慢慢下落；如发生堵孔，可用绳子拴一根钢钎下入孔内，上下提动几下便可，投入填料直到接近孔口位置，不必砸实；

(3)掏孔：

工具选用套筒、一字钢钎、尖头钢钎和掏勺；

操作方法：先把工作面清理干净，找出钻孔位置，用尖头钢钎把孔口碎石撬松、捣碎，然后下入套筒把碎渣、黏土捞出；所掏炮孔的深度，按照每次爆破需要确定，所掏的孔段必须把泥浆刮干净；

3）爆破工艺：

(1)掏槽方式：双螺旋方式；

(2)爆破参数的确定：

孔径：根据使用的钻孔、钻具，装药孔径定为Φ60mm，以Φ130mm孔径组成两孔的掏槽空孔；

孔距：施工时按设计在竖井中心打两个中心距为380mm的空孔；

第一序掏槽孔至空孔的距离，取250mm；

第二序掏槽孔至空孔间的距离，取300mm；

第三序掏槽孔取400mm；

第四序掏槽孔取500mm；

其中第一序掏槽孔、第二序掏槽孔、第三序掏槽孔、第四序掏槽孔均为两个且对称分布在空孔的外周；

炸药单耗：单位体积炸药消耗量与岩性、竖井断面、分段高度、药包直径及装药结构等因素有关，一般竖（导）井的单耗为4~6kg/m³左右；

每米炮孔装药量：槽孔采用间隔装药，药包Φ480mm；药包长350mm；间隔为200mm，槽孔每米装药量分别为1.1kg，周边孔采用连续柱状装药结构时，每米装药量为1.7~1.8kg；

(3)一次爆破分段高度：一次爆破分段高度主要与爆破条件有关，分段高度一般可达3~5m；

4）装药结构及爆破顺序

(1)炸药：采用乳化炸药，药包规格为48mm×350mm，药包重量0.6kg/个；

(2)装药结构：掏槽孔采用间隔装药，每个药包间隔一个200mm，并在装药全长敷设导爆索，周边孔采用连续柱状装药，采用双起爆药包，一个装在底部，另一个装在装药段上部1/3处；

(3)起爆顺序：按槽孔顺序先放第一序掏槽孔，再依次放第二、三、四序掏槽孔，最后进行周边孔爆破，一般掏槽孔超前周边孔一个分段；

5）填塞：

装药时下填塞高度以不超过该孔最小抵抗线为宜，试验中槽孔下填塞高度一般为0.3~0.4m，周边孔为0.4~0.5m ，上填塞高度为0.5m以上，填塞材料为木楔、炮泥和碎岩渣；

6）起爆方法与网路：

每个炮孔装2发导爆管雷管，用起爆器击发电雷管再反向起爆导爆管，孔内各药包用导爆索连接，毫秒延时间隔时间，考虑炮孔爆破后有充裕的排渣时间，掏槽孔取10~200ms，周边孔取100~250ms。

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