CN109945753A - 一种高瓦斯隧道全断面一次爆破施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高瓦斯隧道全断面一次爆破施工方法，隧道掌子面开挖时，中间部分比周边提前掘进一个循环，将一个大断面分成两个面积较小的断面，两个断面按照两个单独的掌子面进行炮眼布设，并同时起爆，解决了煤矿许用炸药起爆时间段位不足与全断面爆破的矛盾，而且开挖时提前掏心前行一个循环，增大了爆破临空面，提高了爆破效果，弥补了煤矿许用炸药低性能的缺陷，使得隧道的掘进速度明显提升。

Description

一种高瓦斯隧道全断面一次爆破施工方法

技术领域

本发明涉及隧道爆破施工技术领域，具体涉及一种高瓦斯隧道全断面光面爆破施工方法。

背景技术

根据《爆破安全规程》及《铁路瓦斯隧道技术规范》有关规定，在高瓦斯工区，爆破时必须使用三级煤矿许用炸药，该种炸药与岩石炸药相比，其爆速低、暴力低、猛度低、适应能力差，而且在起爆总延期时间上要求不得超过130ms，因此限制了瓦斯隧道爆破的电雷管使用段数。相比普通隧道20段位(1～20段)的选择空间，三级煤矿许用炸药只有5个段位(1～5段)可使用。而隧道光面爆破炮眼布设时，中间要设一圈掏槽眼，周边要设一层周边眼，由于隧道断面面积较大，掏槽眼和周边眼间至少要设3层以上辅助眼，底部还要设一层底眼，5个段位根本不够用，因此对于高瓦斯隧道，无法进行全断面一次爆破，通常需要采用多次爆破，不仅影响隧道掘进进度，而且两次爆破之间还容易产生瓦斯漏检、错检而导致瓦斯事故，所以，目前高瓦斯隧道施工速度都较为缓慢，主要原因是爆破占用了较长时间。

发明内容

本发明的目的在于针对煤矿许用炸药低性能及瓦斯隧道爆破中起爆时间段位不足导致无法全断面掘进的矛盾，提出一种安全、快速的高瓦斯隧道全断面光面一次爆破施工方法，以加快高瓦斯隧道掘进速度。

本发明的技术方案如下：

一种高瓦斯隧道全断面一次爆破施工方法，主要包括隧道掌子面开挖、炮眼布设、炮眼装药、起爆4个步骤，其特征在于：

(1)隧道掌子面开挖时，采用分布式开挖，将掌子面分成两部分：中间部分比周边提前掘进一个循环，中间部分为循环Ⅰ，周边部分为循环Ⅱ；

(2)炮眼布设时，循环Ⅰ与循环Ⅱ分别进行炮眼布设：在循环Ⅰ的光面上，中心设一中空眼，中空眼周边设一圈循环Ⅰ掏槽眼，循环Ⅰ周边设一层循环Ⅰ周边眼，在循环Ⅰ掏槽眼与循环Ⅰ周边眼之间设两层循环Ⅰ辅助眼，循环Ⅰ底部设一排循环Ⅰ底眼；在循环Ⅱ的光面上，由内向外依次设一层循环Ⅱ掏槽眼、两层循环Ⅱ辅助眼、一层循环Ⅱ周边眼，循环Ⅱ底部设一排循环Ⅱ底眼；其中掏槽眼深度比周边眼和辅助眼深20cm，两层辅助眼交错均匀布置，周边眼与辅助眼眼底在同一垂直面上；

(3)炮眼装药：中空眼不装药；掏槽眼和底眼装药量不超过眼深的2/3，辅助眼装药量不超过眼深的1/2，周边眼装药量不超过眼深的1/3；所有炮眼内装药后剩余部分填满炮泥；

(4)起爆：采用正向爆破，循环Ⅰ与循环Ⅱ同时爆破，起爆顺序依次为掏槽眼、辅助眼、周边眼、底眼；其中两层辅助眼起爆延时由内向外增加一个段位。

本发明采用分布开挖、全断面一次爆破方法，通过优化爆破设计，解决了高瓦斯隧道煤矿许用炸药低性能及起爆时间段位不足的问题。一次爆破不但能杜绝两炮之间的瓦斯漏检、错检而发生的瓦斯事故，而且开挖时提前掏心前行一个循环，增大了爆破临空面，提高了爆破效果，更提高了施工效率，使得隧道的掘进速度明显提升。在本发明的一个应用实施例中，成功实现了高瓦斯隧道Ⅲ级围岩130ms时间内全断面一次爆破掘进施工，可为以后同类施工提供借鉴。

附图说明

图1所示是本发明的隧道开挖结构纵向剖视图；

图2所示是本发明的隧道开挖结构横断面示意图；

图3所示是本发明的炮眼布设方式示意图。

具体实施方式

申请人施工的涪丰石高速公路某特长隧道为Ⅲ级围岩高瓦斯隧道，施工过程中，针对煤矿许用炸药在瓦斯隧道爆破中起爆时间段位不足的问题，优化了爆破设计，实现了全断面一次爆破，主要实现方式如下：

(1)隧道掌子面开挖时，采用分布式开挖，将掌子面分成两部分：中间部分比周边提前掘进一个循环。如图1、图2所示，中间部分为循环Ⅰ，周边部分为循环Ⅱ。相当于将一个大面积断面分成了两个面积较小的断面。

(2)如图3所示，炮眼布设时，将循环Ⅰ与循环Ⅱ分别按照单独的掌子面进行炮眼布设，图3中虚线连接的为循环Ⅰ区域内的炮眼，实线部分为循环Ⅱ区域的炮眼：

在循环Ⅰ的光面上，中心设一中空眼1，中空眼1周边设一圈循环Ⅰ掏槽眼2，循环Ⅰ周边设一层循环Ⅰ周边眼4，在循环Ⅰ掏槽眼与循环Ⅰ周边眼之间设两层循环Ⅰ辅助眼3，循环Ⅰ底部设一排循环Ⅰ底眼5；

在循环Ⅱ的光面上，由内向外依次设一层循环Ⅱ掏槽眼6、两层循环Ⅱ辅助眼7、一层循环Ⅱ周边眼8，循环Ⅱ底部设一排循环Ⅱ底眼9；

上述循环Ⅰ掏槽眼2和循环Ⅱ掏槽眼6结构相同，为叙述方便，以下统称为掏槽眼；循环Ⅰ辅助眼3和循环Ⅱ辅助眼7结构相同，以下统称为辅助眼，循环Ⅰ周边眼4和循环Ⅱ周边眼8结构相同，以下统称为周边眼，排循环Ⅰ底眼5和排循环Ⅱ底眼9结构相同，以下统称为底眼。

掏槽眼深度比周边眼和辅助眼深20cm，两层辅助眼交错均匀布置，周边眼与辅助眼眼底在同一垂直面上。

炮眼施钻前，要测定工作面附近20m内风流中瓦斯浓度，小于1％时方可开钻，且必须采用湿式钻孔；施钻过程中，随时检测瓦斯浓度。

(3)炮眼装药：中空眼不装药，其作用是给循环Ⅰ的掏槽眼起爆时提供一个临空面；掏槽眼和底眼装药量不超过眼深的2/3，辅助眼装药量不超过眼深的1/2，周边眼装药量不超过眼深的1/3；所有炮眼内装药后剩余部分填满炮泥。

(4)起爆：采用正向爆破，循环Ⅰ与循环Ⅱ同时爆破，起爆顺序依次为掏槽眼、辅助眼、周边眼、底眼；其中两层辅助眼起爆延时由内向外增加一个段位。

图3中，炮眼旁的阿拉伯数字为电雷管延时段别，共使用1～5段，其中掏槽眼的段别为1，内层辅助眼的段别为2，外层辅助眼的段别为3，周边眼的段别为4，底眼的段别为5，刚好用满了煤矿许用炸药的5个段位。循环Ⅰ与循环Ⅱ的炮眼同时起爆，实现了全断面一次爆破，不仅解决了传统爆破方式下段位不够的问题，而且由于循环Ⅰ比循环Ⅱ前行了一个循环，给循环Ⅱ提供了一个临空面，增强了循环Ⅱ的爆破效果，弥补了煤矿许用炸药低性能的缺陷。

Claims (1)

1.一种高瓦斯隧道全断面一次爆破施工方法，主要包括隧道掌子面开挖、炮眼布设、炮眼装药、起爆4个步骤，其特征在于：

(1)隧道掌子面开挖时，采用分布式开挖，将掌子面分成两部分：中间部分比周边提前掘进一个循环，中间部分为循环Ⅰ，周边部分为循环Ⅱ；

(2)炮眼布设时，循环Ⅰ与循环Ⅱ分别进行炮眼布设：在循环Ⅰ的光面上，中心设一中空眼，中空眼周边设一圈循环Ⅰ掏槽眼，循环Ⅰ周边设一层循环Ⅰ周边眼，在循环Ⅰ掏槽眼与循环Ⅰ周边眼之间设两层循环Ⅰ辅助眼，循环Ⅰ底部设一排循环Ⅰ底眼；在循环Ⅱ的光面上，由内向外依次设一层循环Ⅱ掏槽眼、两层循环Ⅱ辅助眼、一层循环Ⅱ周边眼，循环Ⅱ底部设一排循环Ⅱ底眼；其中掏槽眼深度比周边眼和辅助眼深20cm，两层辅助眼交错均匀布置，周边眼与辅助眼眼底在同一垂直面上；

(3)炮眼装药：中空眼不装药；掏槽眼和底眼装药量不超过眼深的2/3，辅助眼装药量不超过眼深的1/2，周边眼装药量不超过眼深的1/3；所有炮眼内装药后剩余部分填满炮泥；

(4)起爆：采用正向爆破，循环Ⅰ与循环Ⅱ同时爆破，起爆顺序依次为掏槽眼、辅助眼、周边眼、底眼；其中两层辅助眼起爆延时由内向外增加一个段位。