CN107339920B - 超深孔预裂爆破的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超深孔预裂爆破的方法，采用预裂炮孔(7)、导向炮孔(8)、预裂炮孔(7)间隔循环布置，在预裂炮孔(7)内自下而上分别为加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3、填塞段h4，分别将加强预裂药柱(5′)、正常预裂药柱(5)、减弱预裂药柱(5″)绑在分导爆索(1)上，装入预裂炮孔(7)内；将底部加强药柱(6)连续地绑在支导爆索(1′)上，装入导向炮孔(8)底部；分导爆索(1)、支导爆索(1′)在孔外与主导爆索搭接，用非电毫秒延期导爆管雷管起爆，预裂炮孔(7)和导向炮孔(8)同时起爆，并超前主爆孔至少150ms。本发明充分利用导向炮孔(8)的预裂导向作用，较好地形成预裂线，有效避免岩体挂帮现象，减少超挖量，控制边坡的安全稳定。
Description
技术领域
本发明属于露天采场边坡预裂爆破技术领域，具体涉及一种超深孔的预裂爆破方法，特别适用于靠帮并段台阶的超深孔预裂爆破。
背景技术
露天开采破坏了原始地层结构，降低了矿岩的稳固性，有可能造成采场边坡失稳。为减少临近边帮爆破对最终边坡岩体的破坏和超挖现象，确保最终边坡在矿山服务年限内的稳定性，一般采用预裂爆破方法处理靠帮边坡。常规爆破中，遇到松软岩层地段，导向预裂炮孔是预裂爆破的常用方法，优点是只破裂炮孔连线方向上的岩石，对其他方向上的岩石破裂程度不明显，能够有效的保护围岩，减少超挖量，形成良好的断面，并且可以减少炸药使用量，节省成本。
对于并段台阶的超深孔预裂爆破，钻孔深度可达20m～30m。如采用常规的预裂爆破方法，底部装药量不足，难以克服底部夹制作用，使边坡底部不能形成贯通裂缝，易产生岩体挂帮现象，增大二次处理难度。同时，采用常规预裂爆破方法，将会增加装药程序及工作量；炮孔局部装药量过大，又会对边坡产生振动破坏，导致上部炮孔周围的过度粉碎，达不到良好的爆破效果。
《中国矿山工程》2016年2月发表的“露天矿靠帮边坡预裂爆破技术研究”一文中，针对鞍千铁矿因前期靠帮爆破时没有采用预裂爆破，形成的边坡大都不平整和稳定，给日常生产留下了安全隐患的问题，为了保证采场固定边坡的稳固性，在现场进行预裂爆破试验，从爆破参数、装药结构、起爆方式、起爆网路等方面加以考虑，对靠帮边坡进行处理并取得了良好的效果，为以后靠帮顸裂爆破提供指导。但该方法的炮孔深度只有14.1～14.6m，不适合钻孔深度可达20m～30m的并段台阶的超深孔预裂爆破。
因此，如何解决超深孔靠界预裂爆破难题，形成较好的预裂线，降低主爆区与预留边坡的损伤破坏，对于有效控制边坡的安全与稳定具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是就是为了解决常规预裂爆破技术在超深孔预裂爆破中的上述技术缺陷，而提供一种超深孔预裂爆破的方法，应用于露天矿山松软岩性区域靠界边坡，以提高靠界边坡岩石的完整性和稳定性。
为实现本发明的上述目的，本发明超深孔预裂爆破的方法通过以下技术方案实现：
本发明超深孔预裂爆破的方法，采用以下技术方案：
1)在预裂线上，按照设计的孔距D，采用预裂炮孔、导向炮孔、预裂炮孔间隔循环布置；
2)预裂炮孔采用轴向间隔装药方式，即：预裂炮孔自下而上分别为加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3、填塞段h4，按照爆破设计参数、预先设计的药量及间隔要求自下而上分别将加强预裂药柱、正常预裂药柱、减弱预裂药柱绑在分导爆索上，并固定在竹片上，装入预裂炮孔内；在减弱装药段h3与填塞段h4之间设有封口物，在封口物上面的填塞段h4内充填有岩粉；
3)导向炮孔采用上部空孔，下部加强装药的装药结构，上部无堵塞，即：按照导向炮孔设计的装药量，将底部加强药柱连续地绑在支导爆索上，再将其固定在竹片上，装入导向炮孔底部；导向炮孔的底部采用底部加强药柱，克服超深孔底部夹制作用，避免孔底岩体挂帮现象的发生。
4)所述的分导爆索、支导爆索在孔外与主导爆索搭接，用非电毫秒延期导爆管雷管起爆，预裂炮孔和导向炮孔同时起爆，并超前主爆孔至少150ms。
所述的预裂炮孔、导向炮孔的炮孔深度h为20～30m，炮孔直径为120～150mm；预裂炮孔、导向炮孔采用间隔布置方式，炮孔间距D为1.0～1.3m，根据岩性条件和炸药性能等进行优化调整；装药不耦合系数为3.2～4.5。
一般情况下，炮孔深度h为25～28m。
在预裂炮孔内，加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3之和的平均线装药密度为0.5kg/m～1.0kg/m，预裂炮孔底部的加强预裂药柱的高度为2.5m～3.5m，填塞段h4的高度为2.5m～3m；导向炮孔内的底部加强药柱高度为2.5m～3.5m。
本发明超深孔预裂爆破的方法，沿着爆破预裂线方向，装药高度呈现“高—低—高”的循环波浪形分布状态。通过采用孔底加强装药结构，克服超深孔底部夹制作用，避免孔底岩体挂帮现象的发生；通过预裂炮孔和导向炮孔间隔布孔方式，且导向炮孔上部不装药，以避免炮孔上部的过度粉碎，在保证形成完整预裂线的同时，削弱主爆区对预留岩体的影响，维护边坡安全稳定，降低边坡的维护费用。
本发明超深孔预裂爆破的方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
(1)当导向炮孔两侧的预裂炮孔起爆后，在导向炮孔位置上形成应力叠加，起到定向致裂的作用，抑制了其他方向上的岩石破裂程度，有利于形成贯通预裂线，又避免了炮孔上部的过度破碎，能够有效的保护预保留岩体，减少超挖量，较好地控制边坡的稳定。
(2)采用孔底加强装药方式，有效消除孔底岩体挂帮现象的发生，改善爆破破碎质量，提高爆破后的铲装效率，降低生产成本。
(3)该发明可适用不同规格穿爆、装运设备的矿山，特别适用大型露天矿山靠界并段爆破，也适用于其他非矿山领域的工程爆破。
附图说明
图1是本发明超深孔预裂爆破的方法之装药结构示意图。
附图标记为：
1－分导爆索；1′-支导爆索；2－竹片；3－岩粉；4－封口物；5－正常预裂药柱；5′－加强预裂药柱；5″－减弱预裂药柱；6－底部加强药柱；7－预裂炮孔；8－导向炮孔；h－炮孔深度；d－炮孔直径；D－炮孔间距；h1－加强装药段；h2－正常装药段；h3－减弱装药段；h4－填塞段；h5－底部加强段。
具体实施方式
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明超深孔预裂爆破的方法做进一步详细描述。
由图1所示的本发明超深孔预裂爆破的方法之装药结构示意图看出，本发明超深孔预裂爆破的方法将炮孔分成预裂炮孔7和导向炮孔8，钻孔直径d、炮孔深度为h，孔间距为D；导向炮孔8仅在底部一定高度装药并堵塞，上部为空气。预裂炮孔7从下到上依次为加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3及填塞段h4。
其中：h＝h1+h2+h3+h4，d＝120mm～150mm，D＝1.0m～1.3m，装药不耦合系数为3.2～4.5。在预裂炮孔7内，加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3之和的平均线装药密度为0.5kg/m～1.0kg/m，预裂炮孔7底部的加强预裂药柱5′的高度为2.5m～3.5m，填塞段h4的高度为2.5m～3m；导向炮孔8内的底部加强药柱6高度为2.5m～3.5m。
本发明超深孔预裂爆破的方法具体采用以下技术方案：
1)在预裂线上，按照设计的孔距D，采用间隔布置方式开凿预裂炮孔7、导向炮孔8，形成预裂炮孔7、导向炮孔8预裂炮孔7的间隔循环布置；
2)所述的预裂炮孔7自下而上分别为加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3、填塞段h4，按预先设计的药量及间隔要求自下而上分别将加强预裂药柱5′、正常预裂药柱5、减弱预裂药柱5″绑在分导爆索1上，并固定在竹片2上，装入预裂炮孔7内；在减弱装药段h3与填塞段h4之间设有封口物4，封口物4一般采用炸药包装纸或编织袋；在封口物4上面的填塞段h4用钻孔的岩粉3充填，直至填满为止；
3)按照导向炮孔8设计的装药量，将底部加强药柱6连续地绑在支导爆索1′上，再将其固定在竹片2上，装入导向炮孔8底部；
4)所述的分导爆索1、支导爆索1′在孔外与主导爆索搭接，用非电毫秒延期导爆管雷管起爆，预裂炮孔7和导向炮孔8同时起爆，并超前主爆孔至少150ms。
Claims (4)
1.一种超深孔预裂爆破的方法，用于松软岩层地段靠帮并段台阶的超深孔预裂爆破，其特征在于采用以下技术方案：
1)在预裂线上，按照设计的孔距D，采用预裂炮孔(7)、导向炮孔(8)、预裂炮孔(7)间隔循环布置；
2)所述的预裂炮孔(7)自下而上分别为加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3、填塞段h4，按预先设计的药量及间隔要求自下而上分别将加强预裂药柱(5′)、正常预裂药柱(5)、减弱预裂药柱(5″)绑在分导爆索(1)上，并固定在竹片(2)上，装入预裂炮孔(7)内；在减弱装药段h3与填塞段h4之间设有封口物(4)，在封口物(4)上面的填塞段h4内充填有岩粉(3)；
3)按照导向炮孔(8)设计的装药量，将底部加强药柱(6)连续地绑在支导爆索(1′)上，再将其固定在竹片(2)上，装入导向炮孔(8)底部；
4)所述的分导爆索(1)、支导爆索(1′)在孔外与主导爆索搭接，用非电毫秒延期导爆管雷管起爆，预裂炮孔(7)和导向炮孔(8)同时起爆，并超前主爆孔至少150ms。
2.如权利要求1所述的超深孔预裂爆破的方法，其特征在于：所述的预裂炮孔(7)、导向炮孔(8)的炮孔深度h为20～30m，炮孔间距D为1.0～1.3m，炮孔直径为120～150mm，装药不耦合系数为3.2～4.5。
3.如权利要求2所述的超深孔预裂爆破的方法，其特征在于：所述的炮孔深度h为25～28m。
4.如权利要求2或3所述的超深孔预裂爆破的方法，其特征在于：在预裂炮孔(7)内，加强装药段h1、正常装药段h2、减弱装药段h3之和的平均线装药密度为0.5kg/m～1.0kg/m，预裂炮孔(7)底部的加强预裂药柱(5′)的高度为2.5m～3.5m，填塞段h4的高度为2.5m～3m；导向炮孔(8)内的底部加强药柱(6)高度为2.5m～3.5m。
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