CN109900175A - 地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）巷道周边预留开挖层的形成；2）钻凿巷道周边预留开挖层周边孔；3）孔内低药量不偶合装药及起爆分段；4）孔外连线起爆。该方案优化掘进巷道时周边眼的抵抗线大小、周边眼的眼距、导向眼的设置、装药眼的装药结构以及起爆的分段方法，控制周边眼的装药量及合理分布，利用导向眼提供的补充自由面，并引导装药眼起爆后炸药爆炸产生的能量的做功方向，减少的爆炸能量向开挖线以外的围岩内传播，降低对开挖线以外的围岩的损伤。

Description

地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法

技术领域

本发明涉及一种地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，属于地下开采矿山的巷道掘进爆破技术领域。

背景技术

我国大部分地下金属矿山是中小型矿山，开掘的巷道绝大多数为小断面，掘进方法均为浅孔掏槽爆破，因断面小，岩石夹制作用大，炮孔孔径小，一次性炮孔深度受到限制，炮孔利用率一般在85%以内，还有15%的炮孔没有利用，影响掘进效果和效率。巷道掘进是地下矿山生产中非常重要的一道工序，是采矿的准备工作，金属矿山的巷道掘进通常采用钻爆法，即先凿岩而后装药爆破，实现对矿岩的开挖，形成采矿所需的巷道。采用常规的凿岩爆破掘进巷道，开挖线以外的围岩即巷道顶帮经常遭到破坏,爆破后轮廓线不平整，超挖和欠挖现象比较突出，二次处理量大，同时巷道顶帮出现许多浮石和裂缝，并对一定深度范围内的围岩产生隐性压缩、破碎、开裂等损伤（内伤），使岩体的承载能力降低、力学性质劣化，影响井下巷道的稳定性，须要投入大量人力、物力进行岩壁表面的处理和合适的支护形式的巷道支护，因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，该方法采用爆破掘进巷道的基本要求是确保围岩不受或少受爆破的次生影响，即降低爆破对围岩的损伤程度，该方案优化掘进巷道时周边眼的抵抗线大小、周边眼的眼距、导向眼的设置、装药眼的装药结构以及起爆的分段方法，控制周边眼的装药量及合理分布，利用导向眼提供的补充自由面，并引导装药眼起爆后炸药爆炸产生的能量的做功方向，减少的爆炸能量向开挖线以外的围岩内传播，降低对开挖线以外的围岩的损伤。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）巷道周边预留开挖层的形成；2）钻凿巷道周边预留开挖层周边孔；3）孔内低药量不偶合装药及起爆分段；4）孔外连线起爆。

作为本发明的一种改进，所述步骤1）巷道周边预留开挖层的形成，具体如下，首先按照b=600~700mm标注巷道周边预留开挖层，然后采用导硐法或同断面提前爆破法开挖巷道中部，形成并提供周边预留开挖层的爆破自由面。

作为本发明的一种改进，所述步骤2）钻凿巷道周边预留开挖层周边孔具体如下，按照a=650~750mm、并确保a的数值大于选定的b的数值，钻凿巷道帮、拱顶、起拱处、底板、墙角装药炮孔，同时按照a/2的间距内插钻凿导向空孔，直径50mm。50mm是巷道掘进台车凿岩常用的装药炮孔孔径，此处写出50mm是指与周边装药孔同直径，施工时便利、不必更换凿岩钎具、不影响凿岩效率;提供更一些的自由面。如果仍不妥，也可以改为“与周边装药孔直径相同。

作为本发明的一种改进，所述步骤3）孔内低药量不偶合装药及起爆分段，具体如下，采用国标Ф32mm的小直径卷药，按照孔内轴向小于50%的装药总长，由孔底向孔口等距离间隔装卷药，各卷药均与传爆导爆索绑联，近孔口的卷药内插入非电起爆雷管作为起爆药包；装入各部位炮孔内的非电起爆雷管按炮孔所处位置使用不同段别的半秒差HS或秒差S雷管。不同段别的雷管代表不同的延迟起爆时间，起爆顺序由起爆炮孔的条件决定，起爆条件好的先起爆、同时为后续起爆的创造更好条件，选择单一半秒差HS雷管或单一秒差S雷管或者两者的组合均可，但要保证选用雷管的段别是满足本专利所述的起爆顺序要求。

作为本发明的一种改进，所述步骤4）孔外连线起爆具体如下，所有装药孔完成装药后，可采用常规的孔外起爆网络联接方式，将所有装药孔内的非电起爆雷管的脚线绑联到一根孔外导爆索上、导爆索再与孔外起爆雷管绑联，最后在规定时间的点火起爆。

作为本发明的一种改进，所述步骤3）中先后起爆顺序是巷道帮（墙）装药炮孔——巷道拱顶部装药炮孔——巷道起拱处装药炮孔——巷道底板装药炮孔——巷道墙角装药炮孔。各装药孔口均不采用堵塞，利于释放炸药爆炸做功后的多余能量。

相对于现有技术，本发明具有如下优点，该爆破方法由于采用预留巷道周边开挖层，在布设周边眼时使装药眼眼距大于巷道周边开挖层厚度，抵抗线较常规爆破小，这样在装药炮眼起爆后其炸药爆炸的能量的做功方向是巷道中部超前开挖已形成的自由面方向，对开挖线外岩体的负面影响必然降低。双向不偶合的装药结构和小装药系数的装药量使炸药爆炸产生的总体能量得到控制，同时装药眼之间的导向孔引导一部分炸药爆炸的能量形成贯穿裂缝，使开挖后的巷道壁平整、壁后岩体低损伤，可以减少巷道壁面浮石的处理量，采用的支护形式可降级，后续发生的返修概率也大幅降低；爆破后巷道壁平整、壁面浮石产生量减少，撬毛处理工作量减少；采用的初次支护形式可降级，节省了初次支护费用；因巷道壁后岩体在爆破后的损伤大为降低，岩体的承压能力得到提升，巷道开挖后的围岩二次应力平衡效能增加，后续巷道周壁开裂、产生新的浮石以及可能需要重新返修支护的概率也大幅降低。

附图说明

图1为巷道周边预留开挖层及周边炮孔布置图；

图2为预留开挖层装药炮孔孔内装药结构图；

图3为巷道周边装药炮孔与导向空孔爆破后孔间破裂贯通示意图；

图中：1-导向空孔，2-巷道帮（墙）装药炮孔，3-巷道拱顶部装药炮孔，4-巷道起拱处装药炮孔，5-巷道底板装药炮孔，6-巷道墙角装药炮孔，7-巷道周边预留开挖层，8-预留开挖层爆破自由面，9-周边预留开挖层厚度，10-预留开挖层装药炮孔孔距，11-装药炮孔与导向空孔孔距，12-超前开挖的巷道中部，13-连接间隔药包的传爆导爆索，14-非电起爆雷管，15-起爆药包，16-间隔装药的卷药，17-装药孔与导向空孔爆破后破裂贯通缝。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1-图3所示，一种地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，该方案中，包括导向空孔1、巷道帮（墙）装药炮孔2、巷道拱顶部装药炮孔3、巷道起拱处装药炮孔4、巷道底板装药炮孔5、巷道墙角装药炮孔6、巷道周边预留开挖层7、预留开挖层爆破自由面8、周边预留开挖层厚度9、预留开挖层装药炮孔孔距10、装药炮孔与导向空孔孔距11、超前开挖的巷道中部12、连接间隔药包的传爆导爆索13、非电起爆雷管14、起爆药包15、间隔装药的药包16等，所述巷道周边预留开挖层7按要求保留的厚度在超前开挖的巷道中部12超前爆破开挖后保留，而后按照预留开挖层装药炮孔孔距10、装药炮孔与导向空孔孔距11钻凿周边孔即导向空孔1、巷道帮（墙）装药炮孔2、巷道拱顶部装药炮孔3、巷道起拱处装药炮孔4、巷道底板装药炮孔5、巷道墙角装药炮孔6，再按照装药炮孔孔内装药结构即连接间隔药包的传爆导爆索13、非电起爆雷管14、起爆药包15、间隔装药的药包16对装药炮孔巷道帮（墙）装药炮孔2、巷道拱顶部装药炮孔3、巷道起拱处装药炮孔4、巷道底板装药炮孔5、巷道墙角装药炮孔6进行装药，最后按分段起爆雷管顺序起爆装药炮孔，即巷道帮（墙）装药炮孔2、巷道拱顶部装药炮孔3、巷道起拱处装药炮孔4、巷道底板装药炮孔5、巷道墙角装药炮孔6。

一种地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，具体的实施步骤如下：

（1）巷道周边预留开挖层的形成，首先按照b=600~700mm标注巷道周边预留开挖层7，然后采用导硐法或同断面提前爆破法开挖巷道中部12，形成并提供周边预留开挖层7的爆破自由面8。

（2）钻凿巷道周边预留开挖层周边孔，按照a=650~750mm、并确保a的数值大于选定的b的数值，这一点很关键，钻凿巷道帮、拱顶、起拱处、底板、墙角装药炮孔2、3、4、5、6，直径50mm，同时按照a/2的间距内插钻凿导向空孔1，直径50mm。

（3）孔内低药量不偶合装药及起爆分段，采用国标Ф32mm的小直径卷药16，按照孔内轴向小于50%的装药总长，由孔底向孔口等距离间隔装卷药16，各卷药16均与传爆导爆索13绑联，近孔口的卷药内插入非电起爆雷管14作为起爆药包15；装入各部位炮孔内的非电起爆雷管14按炮孔所处位置使用不同段别的半秒差（HS）或秒差（S）雷管，先后起爆顺序是巷道帮（墙）装药炮孔2——巷道拱顶部装药炮孔3——巷道起拱处装药炮孔4——巷道底板装药炮孔5——巷道墙角装药炮孔6；各装药孔口均不采用堵塞，利于释放炸药爆炸做功后的多余能量。

（4）孔外连线起爆，所有装药孔完成装药后，可采用常规的孔外起爆网络联接方式，如将所有装药孔内的非电起爆雷管14的脚线绑联到一根孔外导爆索上、导爆索再与孔外起爆雷管绑联，最后在规定时间的点火起爆。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (6)

1.一种地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）巷道周边预留开挖层的形成；2）钻凿巷道周边预留开挖层周边孔；3）孔内低药量不偶合装药及起爆分段；4）孔外连线起爆。

2.根据权利要求1所述的地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述步骤1）巷道周边预留开挖层的形成，具体如下，首先按照b=600~700mm标注巷道周边预留开挖层（7），然后采用导硐法或同断面提前爆破法开挖巷道中部（12），形成并提供周边预留开挖层（7）的爆破自由面（8）。

3.根据权利要求2所述的地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述步骤2）钻凿巷道周边预留开挖层周边孔具体如下，按照a=650~750mm、并确保a的数值大于选定的b的数值，钻凿巷道帮、拱顶、起拱处、底板、墙角装药炮孔，同时按照a/2的间距内插钻凿导向空孔（1）。

4.根据权利要求3所述的地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述步骤3）孔内低药量不偶合装药及起爆分段，具体如下，采用国标Ф32mm的小直径间隔装药的卷药（16），按照孔内轴向小于50%的装药总长，由孔底向孔口等距离间隔装卷药（16），各卷药（16）均与传爆导爆索（13）绑联，近孔口的卷药内插入非电起爆雷管（14）作为起爆药包（15）；装入各部位炮孔内的非电起爆雷管（14）按炮孔所处位置使用不同段别的半秒差或秒差雷管。

5.根据权利要求4所述的地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述步骤4）孔外连线起爆具体如下，所有装药孔完成装药后，可采用常规的孔外起爆网络联接方式，将所有装药孔内的非电起爆雷管14的脚线绑联到一根孔外导爆索上、导爆索再与孔外起爆雷管绑联，最后在规定时间的点火起爆。

6.根据权利要求5所述的地下矿山巷道掘进低损伤爆破方法，其特征在于，所述步骤3）中先后起爆顺序是巷道帮（墙）装药炮孔（2）——巷道拱顶部装药炮孔（3）——巷道起拱处装药炮孔（4）——巷道底板装药炮孔（5）——巷道墙角装药炮孔（6）。