CN110440648B - 一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法 - Google Patents

一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110440648B
CN110440648B CN201810408678.1A CN201810408678A CN110440648B CN 110440648 B CN110440648 B CN 110440648B CN 201810408678 A CN201810408678 A CN 201810408678A CN 110440648 B CN110440648 B CN 110440648B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blasting
excavation
blast hole
explosive
heading machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810408678.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110440648A (zh
Inventor
王驹
满轲
雷升祥
王雁军
廖建炜
程永亮
刘绍宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Research Institute of Uranium Geology
Original Assignee
Beijing Research Institute of Uranium Geology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Institute of Uranium Geology filed Critical Beijing Research Institute of Uranium Geology
Priority to CN201810408678.1A priority Critical patent/CN110440648B/zh
Publication of CN110440648A publication Critical patent/CN110440648A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110440648B publication Critical patent/CN110440648B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/006—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries by making use of blasting methods
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
    • F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
    • F42D1/10—Feeding explosives in granular or slurry form; Feeding explosives by pneumatic or hydraulic pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D3/00—Particular applications of blasting techniques
    • F42D3/04—Particular applications of blasting techniques for rock blasting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明属于掘进爆破技术领域，具体涉及一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法；该方法包括以下步骤：步骤一：测量开挖掌子面；步骤二：确定炮孔钻具自由作业区及爆破炮孔参数；步骤三：设置爆破参数；步骤四：实施爆破；步骤五：岩体松动预裂，掘进机开挖岩体。本发明所述的开挖方法，可利用掘进机刀盘、刀体局部区域内可自由实施钻机钻孔的优势，在该局部区域可方便布置及操控钻孔设备，不受制于已有刀盘模块的装置位置限制；并且可使用由人工钻眼的普通风钻或者由机械钻眼的液压钻机等设备进行操作，简单方便、掘进效率高、硐室成型佳。

Description

一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法
技术领域
本发明属于掘进爆破技术领域，具体涉及一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法。
背景技术
开挖方式对巷道等掘进工程具有重要的意义，直接决定了掘进作业的掘进效率。特别是对于中硬岩体的开挖，不同的开挖方式更是起到重要的作用，合理的开挖方式有利于岩体的造型成腔，并且易于掌子面围岩的损伤控制，从而达到良好的掘进效果。目前国内外工程的开挖方式可分为爆破开挖与机械开挖两类，其中爆破开挖是采用炸药、雷管等爆破耗材引爆岩土体的方式实施掘进，而机械开挖是利用回转刀具破碎洞内围岩而掘进。其中机械开挖设备以盾构机和硬岩隧道掘进机为主，现有用于工程掘进的开挖方法，以爆破开挖和机械开挖为主。其中爆破开挖较为传统，优点是开挖进尺可控，但是围岩损伤范围达到数十厘米，不利于工程的长期稳定性，需采取锚喷、注浆等支护措施对围岩加固。机械开挖优点是开挖损伤区仅为数十毫米，周边巷道成型良好，但是在中硬岩中掘进时，刀具磨损量大，进尺有限，严重制约工程进度。因此，如何研发出一种进尺高效且损伤可控的开挖方法进行破岩，加快掘进速度，是岩体开挖工程施工中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，用于解决现有破岩技术中进尺损伤不可控，掘进速度低的技术问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：测量开挖掌子面；
步骤二：确定炮孔钻具自由作业区及爆破炮孔参数；
步骤三：设置爆破参数；
步骤四：实施爆破；
步骤五：岩体松动预裂，掘进机开挖岩体。
如上所述的步骤一：测量开挖掌子面，包括：首先测量巷道的开挖掌子面，掘进机开挖隧道硐室断面一般为圆形轮廓区域，并拟定爆破炮孔布置图。其中，炮孔布置区域在硐室圆形轮廓区域内，同时，须结合掘进机刀盘内的可作业空间，一般为皮带机出渣口所处于的自由面内，可实施炮孔的打眼布置操作。需说明的是，此种情况下，掘进机不必从掌子面前退回，可在掘进机刀盘可操作空间内部直接实施打眼放炮工序。
如上所述的步骤二：确定炮孔钻具自由作业区及爆破炮孔参数，包括：根据掌子面尺寸的测量，以及掘进机刀盘空间内可自由实施炮孔钻取位置的度量，确定掘进机刀盘中心位置处“2m×2m”的局部区域为炮孔钻具自由作业区，从而确定爆破炮孔的数量、直径、深度、以及平面几何位置。
如上所述的步骤三：设置爆破参数，包括：
根据炮孔布置图以及开挖石方量，确定炸药总量、炸药单耗、雷管段别、起爆顺序、装药方式等爆破参数；
掘进机开挖断面直径为7m，拟在掌子面局部区域处布置4个炮孔，以2行2列排列；炮孔行间距离a设定为100cm，炮孔列间距离b设定为100cm。
如上所述步骤三：设置爆破参数，还包括：炮孔深度定为200cm，炮孔直径可定为4cm；结合炸药性能参数以及岩石坚硬系数，在每个或若干个炮孔装炸药，每个炮孔装一节乳化炸药，药量为200g；装药方式为分段装药，将乳化炸药分为若干小截，空气间隔装药；
起爆方式为孔底起爆，非电导爆雷管装在炮孔底部；雷管与导爆索连接，保证同一装药孔内各截炸药同时起爆；
所有装药孔通过雷管一并连接到起爆器上，可采用同一段位雷管同时起爆的方式；炮孔孔口堵塞30至50cm的炮泥。
如上所述步骤四：实施爆破，包括：在步骤三设置的爆破参数控制下，4个装药孔实施同时起爆。
如上所述步骤五：岩体松动预裂，掘进机开挖岩体，包括：经步骤四爆破作业后，岩体实现松动预裂效果，由掘进机进场正常掘进。
本发明的有益效果是：
本发明所述一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，可利用爆破开挖进尺可控的优点，以及掘进机机械开挖围岩损伤范围小的优点，既能实现高效开挖，又能控制围岩损伤，同时避免掘进机在极硬岩石中开挖具有掘进速度慢、刀具磨损高等缺点，以及爆破开挖围岩损伤大的劣势，将“局部断面爆破-掘进机开挖”二者工法相结合进行施工，发挥各自工法的优点，同时避免自身工法的缺陷，从而达到良好的开挖效果，且该开挖方法特别适宜于中硬岩等巷道工程。
另外，本发明所述的开挖方法，可利用掘进机刀盘、刀体局部区域内可自由实施钻机钻孔的优势，在该局部区域可方便布置及操控钻孔设备，不受制于已有刀盘模块的装置位置限制；并且可使用由人工钻眼的普通风钻或者由机械钻眼的液压钻机等设备进行操作，简单方便、掘进效率高、硐室成型佳。
附图说明
图1为本发明所提供的一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法的流程图
图2为本发明所提供的一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法的炮孔平面布置图。
图3是本发明所提供的一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法的掌子面纵向布置图。
图中，1-炮孔，2-局部区域，3-开挖岩体，4-隧道轮廓，5-雷管，6-炸药，7-炮泥，8-导爆索。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-3所示，一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：测量开挖掌子面；
步骤二：确定炮孔钻具自由作业区及爆破炮孔参数；
步骤三：设置爆破参数；
步骤四：实施爆破；
步骤五：岩体松动预裂，掘进机开挖岩体。
所述的步骤一：测量开挖掌子面，包括：首先测量巷道的开挖掌子面，本开挖方法适宜于各种开挖截面的断面。一般为圆形轮廓区域，对于硬岩掘进，基于岩体松动后实施爆破即可提高掘进效率的理论基础。
所述的步骤二：确定炮孔钻具自由作业区及爆破炮孔参数，包括：根据掌子面尺寸的测量，以及掘进机刀盘空间内可自由实施炮孔钻取位置的度量，确定掘进机刀盘中心位置处“2m×2m”的局部区域为炮孔钻具自由作业区，从而确定爆破炮孔的数量、直径、深度、以及平面几何位置。
所述的步骤三：设置爆破参数，包括：
根据炮孔布置图以及开挖石方量，确定炸药总量、炸药单耗、雷管段别、起爆顺序、装药方式等爆破参数；
一般掘进机开挖断面直径为7m左右，拟在掌子面局部区域处布置4个炮孔，以2行2列排列；炮孔1行间距离a可设定为100cm，炮孔1列间距离b可设定为100cm。
结合炸药性能参数以及岩石坚硬系数，可在每个炮孔1装药或在若干个炮孔1装药，本实施例拟在每个炮孔1装一节乳化炸药，药量为200g。
装药方式为分段装药，可将乳化炸药分为若干小截，空气间隔装药。
起爆方式为孔底起爆，非电导爆雷管装在炮孔1底部。
雷管8可与导爆索连接，保证同一装药孔内各截炸药同时起爆。
所有装药孔通过雷管一并连接到起爆器上，可采用同一段位雷管8同时起爆的方式。
依据爆破作业规程，炮孔1孔口可堵塞30至50cm的炮泥。
所述步骤四：实施爆破，包括：在步骤三设置的爆破参数控制下，4个装药孔实施同时起爆。
所述步骤五：岩体松动预裂，掘进机开挖岩体，包括：经步骤四爆破作业后，岩体实现松动预裂效果，由掘进机进场正常掘进。
本发明所述一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，先设计爆破参数，确保开挖岩体爆破后不抛掷，继而实施爆破，松动预裂开挖岩体。最后由掘进机进场掘进，在硬岩开挖中既有利于掘进效率的提高，又最大程度的限制围岩损伤范围。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，上述实施例是本发明的一个优选技术方案，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (5)

1.一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：测量开挖掌子面；包括：首先测量巷道的开挖掌子面，掘进机开挖隧道硐室断面为圆形轮廓区域，并拟定爆破炮孔布置图；其中，炮孔布置区域在硐室圆形轮廓区域内，同时，结合掘进机刀盘内的可作业空间，设在皮带机出渣口所处于的自由面内，用于实施炮孔的打眼布置操作；掘进机不必从掌子面前退回，在掘进机刀盘可操作空间内部直接实施打眼放炮工序；
步骤二：确定炮孔钻具自由作业区及爆破炮孔参数；
步骤三：设置爆破参数；包括：
根据炮孔布置图以及开挖石方量，确定炸药总量、炸药单耗、雷管段别、起爆顺序和装药方式；
还包括：炮孔深度定为200cm，炮孔直径定为4cm；结合炸药性能参数以及岩石坚硬系数，在每个或若干个炮孔装炸药，每个炮孔装一节乳化炸药，药量为200g；装药方式为分段装药，将乳化炸药分为若干小截，空气间隔装药；
起爆方式为孔底起爆，非电导爆雷管装在炮孔底部；雷管与导爆索连接，保证同一装药孔内各截炸药同时起爆；
所有装药孔通过雷管一并连接到起爆器上，采用同一段位雷管同时起爆的方式；炮孔孔口堵塞30至50cm的炮泥；
步骤四：实施爆破；
步骤五：岩体松动预裂，掘进机开挖岩体。
2.根据权利要求1所述的一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，其特征在于：所述的步骤二：确定炮孔钻具自由作业区及爆破炮孔参数，包括：根据掌子面尺寸的测量，以及掘进机刀盘空间内可自由实施炮孔钻取位置的度量，确定掘进机刀盘中心位置处“2m×2m”的局部区域为炮孔钻具自由作业区，从而确定爆破炮孔的数量、直径、深度、以及平面几何位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，其特征在于：所述的步骤三：设置爆破参数，包括：掘进机开挖断面直径为7m，在掌子面局部区域处布置4个炮孔，以2行2列排列；炮孔行间距离a设定为100cm，炮孔列间距离b设定为100cm。
4.根据权利要求1所述的一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，其特征在于：所述步骤四：实施爆破，包括：在步骤三设置的爆破参数控制下，4个装药孔实施同时起爆。
5.根据权利要求1所述的一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法，其特征在于：所述步骤五：岩体松动预裂，掘进机开挖岩体，包括：经步骤四爆破作业后，岩体实现松动预裂效果，由掘进机进场正常掘进。
CN201810408678.1A 2018-05-02 2018-05-02 一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法 Active CN110440648B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810408678.1A CN110440648B (zh) 2018-05-02 2018-05-02 一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810408678.1A CN110440648B (zh) 2018-05-02 2018-05-02 一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110440648A CN110440648A (zh) 2019-11-12
CN110440648B true CN110440648B (zh) 2022-03-22

Family

ID=68427604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810408678.1A Active CN110440648B (zh) 2018-05-02 2018-05-02 一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110440648B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111578801A (zh) * 2020-05-27 2020-08-25 李天北 一种钻进爆破式硬岩掘进设备
CN112360472A (zh) * 2020-11-23 2021-02-12 浙江科技学院 一种双面对称式电爆聚能破岩装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85103628A (zh) * 1985-05-25 1986-03-10 孙守田 岩石巷道掘进钻爆法新工艺及综合机组
CN101191416A (zh) * 2006-11-27 2008-06-04 杨仁树 岩巷掘进方法
CN103321644A (zh) * 2013-05-29 2013-09-25 王卓 机械与控制爆破组合开挖隧道的方法
JP2013199822A (ja) * 2012-02-23 2013-10-03 Nippon Civic Engineering Consultant Co Ltd トンネルボーリングマシン
CN103344154A (zh) * 2013-07-05 2013-10-09 武汉科技大学 一种碳质片岩隧道爆破方法及施工方法
CN104596375A (zh) * 2015-02-09 2015-05-06 安徽理工大学 一种岩巷综掘施工方法
CN105937395A (zh) * 2015-09-14 2016-09-14 安徽建筑大学 一种煤矿大断面硬岩巷道综掘与炮掘联合快速高效掘进方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85103628A (zh) * 1985-05-25 1986-03-10 孙守田 岩石巷道掘进钻爆法新工艺及综合机组
CN101191416A (zh) * 2006-11-27 2008-06-04 杨仁树 岩巷掘进方法
JP2013199822A (ja) * 2012-02-23 2013-10-03 Nippon Civic Engineering Consultant Co Ltd トンネルボーリングマシン
CN103321644A (zh) * 2013-05-29 2013-09-25 王卓 机械与控制爆破组合开挖隧道的方法
CN103344154A (zh) * 2013-07-05 2013-10-09 武汉科技大学 一种碳质片岩隧道爆破方法及施工方法
CN104596375A (zh) * 2015-02-09 2015-05-06 安徽理工大学 一种岩巷综掘施工方法
CN105937395A (zh) * 2015-09-14 2016-09-14 安徽建筑大学 一种煤矿大断面硬岩巷道综掘与炮掘联合快速高效掘进方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110440648A (zh) 2019-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110132084B (zh) 一种隧道超欠挖控制方法
CN103615941B (zh) 现代化铁路隧道浅埋段爆破方法
CN100564803C (zh) 岩巷掘进方法
CN106225618B (zh) 一种半无限岩体中爆破扩裂的方法
CN110514079B (zh) 一种直角三角形预裂掏槽方法
CN102401616A (zh) 立井爆破掘进方法
CN108590688B (zh) 一种带有液压钻机的tbm掘进机及其掘进施工方法
CN104296609B (zh) 深孔梯段爆破中含不同坚硬程度岩层的控制爆破方法
CN106440981B (zh) 节理裂隙发育花岗岩矿山提高大块产率的深孔爆破方法
CN110440648B (zh) 一种基于局部断面爆破和掘进机开挖的开挖方法
CN110345820A (zh) 一种辅助掏槽直眼爆破技术
CN209230424U (zh) 一种复合型爆破掏槽
CN112880501B (zh) 一种控制隧道爆破飞石的限飞洞钻爆方法
CN110618045B (zh) 一种计算岩石开挖参数的试验方法
CN112432566A (zh) 一种大断面隧道全断面快速开挖方法
CN109596022B (zh) 一种盾构刀盘前孤石爆破处理方法
CN112964143B (zh) 一种中空孔直眼掏槽三次爆破方法
CN104879128A (zh) 基于顶煤超前预爆弱化的急倾斜特厚煤层采煤工艺
CN109322668A (zh) 在急倾斜且极不稳固矿体中的拉槽方法
CN114646244A (zh) 降低隧道掘进爆破振动的方法
CN110618249B (zh) 一种岩土工程开挖施工的试验方法
CN113203331A (zh) 一种大断面隧道分断面两次起爆方法
JPH07103700A (ja) 地下空間形成発破工法
CN113124722B (zh) 一种预裂成形槽腔的低位扇形掏槽爆破方法
CN114251099B (zh) 一种交叉洞室爆破开挖方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant