CN104101270A - 一种地下工程中深孔爆破掏槽方法 - Google Patents

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陈士海
陈星欣
吴建
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Abstract

本发明涉及一种地下工程中深孔爆破掏槽方法，地下工程中，深孔爆破采用直眼掏槽方式；掏槽炮孔的连续柱状装药包括两部分：上部柱状装药使岩石破碎，形成弱抛掷，产生爆破漏斗；下部柱状装药产生挤压破碎作用；在掏槽部位中心钻一与掏槽炮孔同直径、深度比掏槽炮孔的深度深200～300mm的中空孔，在中空孔中适当装入延迟起爆的炸药，增强抛渣作用。本发明的掏槽方法和参数既具有理论依据又具有实践性，能大幅度提高掘进工效，降低掘进成本，取得可观经济效益。本发明提供的地下工程中深孔爆破掏槽方法，在矿山、隧道等地下工程中应用都取得了良好的爆破效果，其掏槽炮孔利用率高达90％以上。

Description

一种地下工程中深孔爆破掏槽方法
技术领域
本发明涉及地下工程爆破技术领域，更具体地说，涉及一种地下工程中深孔爆破掏槽方法。
背景技术
由于地下工程掘进断面较小，作业空间狭小，又是单自由面，爆破的夹制作用比较大，爆破的难度很大，特别是掏槽爆破效果差。因而掏槽方式的选择与其参数的计算是地下工程爆破技术中德主要难点和关键。以前的掏槽方式选择由于没有理论根据和现场成功应用经验支持，人们仅凭经验选择掏槽方式，结果常使设计达不到满意要求，爆破的炮孔利用率平均在60％左右，严重影响地下工程开挖效率。建立在一定理论基础和现场成功应用实例，给出一种地下工程中深孔爆破掏槽方式，对提高地下工程爆破施工效率具有重要的实际意义及实际工程应用价值。
发明内容
本发明的主要目的在于解决地下工程掏槽爆破的技术关键，克服现有地下工程倔进爆破效率低的问题，提出一种具有实用价值、且爆破效率高的地下工程中深孔爆破掏槽方法。
本发明的技术方案如下：
一种地下工程中深孔爆破掏槽方法，地下工程中，深孔爆破采用直眼掏槽方式；掏槽炮孔的连续柱状装药包括两部分：上部柱状装药使岩石破碎，形成弱抛掷，产生爆破漏斗；下部柱状装药产生挤压破碎作用；在掏槽部位中心钻一与掏槽炮孔同直径、深度比掏槽炮孔的深度深200～300mm的中空孔，在中空孔中适当装入延迟起爆的炸药，增强抛渣作用。
作为优选，掏槽炮孔间距a可按下式计算：z＝φ(p1/pc)1/β，其中，φ为装药直径；β为衰减指数，μ为岩石泊松比；p1为炮孔壁上爆炸压力；pc岩石动态应力强度极限。
作为优选，掏槽炮孔的装药长度Lw为：其中，L为掏槽炮孔深度；ρw为装药密度；K为掏槽爆破炸药单耗；n为爆破作用指数。
作为优选，两个中空孔与两个掏槽炮孔围成正方形，分别位于正方形的四个端点设置，中空孔与掏槽炮孔两两相隔设置，正方形中心设置中空孔。
作为优选，中心的中空孔与掏槽炮孔的距离为120～150mm，位于正方形端点的中空孔到掏槽炮孔的距离为175～200mm。
作为优选，四个中空孔围成正方形，四个掏槽炮孔围成正方形，四个中空孔分别位于四个掏槽炮孔围成的正方形的四条边上，四个掏槽炮孔围成的正方形中心设置掏槽炮孔。
作为优选，四个掏槽炮孔围成外正方形，四个掏槽炮孔围成内正方形，外正方形与内正方形同中心，内正方形的四个端点的掏槽炮孔分别位于外正方形的四条边的中垂线上；外正方形中心设置中空孔。
作为优选，中空孔到位于内正方形端点的掏槽炮孔的距离为120～150mm，中空孔到外正方形的边的距离为175～200mm。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法主要目的在于解决地下工程掏槽爆破的技术关键，克服现有地下工程倔进爆破效率低的问题。本发明的掏槽方法和参数既具有理论依据又具有实践性，能大幅度提高掘进工效，降低掘进成本，取得可观经济效益。
本发明提供的地下工程中深孔爆破掏槽方法，在矿山、隧道等地下工程中应用都取得了良好的爆破效果，其掏槽炮孔利用率高达90％以上。
附图说明
图1是正方形挤压抛射式掏槽的布局示意图；
图2是正方形挤压抛射式掏槽的剖视图；
图3是复合方形挤压抛射式掏槽的布局示意图；
图4是复合方形挤压抛射式掏槽的剖视图；
图5是复式桶形直眼掏槽的布局示意图；
图6是复式桶形直眼掏槽的剖视图；
图中：1是中空孔，2是掏槽炮孔。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明进行进一步的详细说明。
本发明提供一种地下工程中深孔爆破掏槽方法，具体技术方案如下：
地下工程中深孔爆破采用直眼掏槽方式。掏槽炮孔2的连续柱状装药分为两部分，上部柱状装药使岩石破碎，形成弱抛掷，产生爆破漏斗，而下部柱状装药则产生挤压破碎作用，只有极少量能量用于岩石的抛出。
据此掏槽炮孔2间距z可按下式计算：z＝φ(p1/pc)1/β，式中φ为装药直径；β为衰减指数，μ为岩石泊松比；p1为掏槽炮孔2壁上爆炸压力；pc岩石动态应力强度极限。
掏槽炮孔2装药长度Lw为：式中：L为掏槽炮孔2深度；ρw为装药密度；K为掏槽爆破炸药单耗；n为爆破作用指数。
为使槽腔体积大、干净，并克服岩石的“再生”现象，在掏槽炮孔2中心钻一同直径、深为掏槽炮孔2深度L+(200～300)mm的中空孔1，不用堵塞，在中空孔1中适当装入一定量、延迟起爆的炸药，以加强抛渣作用。
直眼掏槽对钻孔精度要求高，特别是岩石越硬，钻孔精度对爆破效果影响越大，必须做到钻孔位置和角度的精确度，做到“快、准、直、齐”。
由此得到一种地下工程中深孔爆破掏槽方式及其参数取值。实际应用中，可针对具体的地下工程和岩石条件，采用本发明的计算方法确定掘进爆破工程的掏槽方式和掏槽炮孔2布置，从而提高爆破效果。
图1至图6分别给出了三种典型的爆破掏槽方式掏槽炮孔2布置，包括正方形挤压抛射式掏槽、复合方形挤压抛射式掏槽、复式桶形直眼掏槽。在此，中空孔1不仅提供临空面和补偿空间，还能把破碎的岩块进一步破碎并抛出槽外，从而加大掏槽的有效深度与体积。
如图1、图2所示，正方形挤压抛射式掏槽具体为：两个中空孔1与两个掏槽炮孔2围成正方形，分别位于正方形的四个端点设置，中空孔1与掏槽炮孔2两两相隔设置，正方形中心设置中空孔1。中心的中空孔1与掏槽炮孔2的距离a＝120～150mm，位于正方形端点的中空孔1到掏槽炮孔2的距离b＝175～200mm。
如图3、图4所示，复合方形挤压抛射式掏槽具体为：四个中空孔1围成正方形，四个掏槽炮孔2围成正方形，四个中空孔1分别位于四个掏槽炮孔2围成的正方形的四条边上，四个掏槽炮孔2围成的正方形中心设置掏槽炮孔2。
如图5、图6所示，复式桶形直眼掏槽具体为：四个掏槽炮孔2围成外正方形，四个掏槽炮孔2围成内正方形，外正方形与内正方形同中心，内正方形的四个端点的掏槽炮孔2分别位于外正方形的四条边的中垂线上；外正方形中心设置中空孔1。中空孔1到位于内正方形端点的掏槽炮孔2的距离a＝120～150mm，中空孔1到外正方形的边的距离b＝175～200mm。
地下工程实践证明，以上掏槽炮孔2参数一般取：a＝120～150mm，b＝175～200mm。岩石硬度大时取小值，岩石较软时取大值。同时，
上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。

Claims (8)

1.一种地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，地下工程中，深孔爆破采用直眼掏槽方式；掏槽炮孔的连续柱状装药包括两部分：上部柱状装药使岩石破碎，形成弱抛掷，产生爆破漏斗；下部柱状装药产生挤压破碎作用；在掏槽部位中心钻一与掏槽炮孔同直径、深度比掏槽炮孔的深度深200～300mm的中空孔，在中空孔中适当装入延迟起爆的炸药，增强抛渣作用。
2.根据权利要求1所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，掏槽炮孔间距a可按下式计算：z＝φ(p1/pc)1/β，其中，φ为装药直径；β为衰减指数，μ为岩石泊松比；p1为炮孔壁上爆炸压力；pc岩石动态应力强度极限。
3.根据权利要求1所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，掏槽炮孔的装药长度Lw为：其中，L为掏槽炮孔深度；ρw为装药密度；K为掏槽爆破炸药单耗；n为爆破作用指数。
4.根据权利要求1所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，两个中空孔与两个掏槽炮孔围成正方形，分别位于正方形的四个端点设置，中空孔与掏槽炮孔两两相隔设置，正方形中心设置中空孔。
5.根据权利要求4所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，中心的中空孔与掏槽炮孔的距离为120～150mm，位于正方形端点的中空孔到掏槽炮孔的距离为175～200mm。
6.根据权利要求1所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，四个中空孔围成正方形，四个掏槽炮孔围成正方形，四个中空孔分别位于四个掏槽炮孔围成的正方形的四条边上，四个掏槽炮孔围成的正方形中心设置掏槽炮孔。
7.根据权利要求1所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，四个掏槽炮孔围成外正方形，四个掏槽炮孔围成内正方形，外正方形与内正方形同中心，内正方形的四个端点的掏槽炮孔分别位于外正方形的四条边的中垂线上；外正方形中心设置中空孔。
8.根据权利要求8所述的地下工程中深孔爆破掏槽方法，其特征在于，中空孔到位于内正方形端点的掏槽炮孔的距离为120～150mm，中空孔到外正方形的边的距离为175～200mm。
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