CN110454158A - 扇形中深孔装药结构及扇形中深孔爆破方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及采矿技术领域，提出了一种扇形中深孔装药结构及扇形中深孔爆破方法，扇形中深孔装药结构包括矿体、第一炮孔排以及第二炮孔排，矿体的内部具有分段凿岩巷道；第一炮孔排包括第一炮孔，第一炮孔的一端与分段凿岩巷道相连通，第一炮孔的个数为偶数；第二炮孔排包括第二炮孔，第二炮孔的一端与分段凿岩巷道相连通，第二炮孔的个数为奇数；其中，第一炮孔排与第二炮孔排沿分段凿岩巷道的延伸方向间隔设置，第一炮孔与第二炮孔交错设置。通过第一炮孔排的第一炮孔与第二炮孔排的第二炮孔交错布置可以在均匀布孔的同时可减少炮孔数量，减少了钻孔成本，降低了炸药单耗，提高生产效率，并且可以减小未受到爆破的矿石范围。

Description

扇形中深孔装药结构及扇形中深孔爆破方法

技术领域

本公开涉及采矿技术领域，尤其涉及一种扇形中深孔装药结构及扇形中深孔爆破方法。

背景技术

金属矿地下开采中，目前广泛使用分段空场嗣后充填法进行开采。使用该采矿方法时，需划分分段，各分段采用中深孔爆破法进行开采。目前所采用的中深孔布孔方式多为各排炮孔采用同一布置即相邻排炮孔平行布置的方式，这种情况下排间存在较大范围矿石未受到爆破作用。

同时目前所采用的中深孔爆破方式中，多采用逐排起爆依次后推的方式。这种方式因自由面较少，前排炮孔爆破对后排炮孔冲击严重，影响后排炮孔爆破效果、易造成大块率增大等不利后果。且因采用逐排起爆，不能发挥相邻两排炮孔应力相互作用，未能充分利用爆破能量。

发明内容

本公开的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种扇形中深孔装药结构及扇形中深孔爆破方法。

根据本发明的第一个方面，提供了一种扇形中深孔装药结构，包括：

矿体，矿体的内部具有分段凿岩巷道；

第一炮孔排，第一炮孔排包括第一炮孔，第一炮孔的一端与分段凿岩巷道相连通，第一炮孔的个数为偶数；

第二炮孔排，第二炮孔排包括第二炮孔，第二炮孔的一端与分段凿岩巷道相连通，第二炮孔的个数为奇数；

其中，第一炮孔排与第二炮孔排沿分段凿岩巷道的延伸方向间隔设置，第一炮孔与第二炮孔交错设置。

在本发明的一个实施例中，第一炮孔排包括第一垂直扇形孔组和第二垂直扇形孔组，第一垂直扇形孔组和第二垂直扇形孔组均包括数量相等的多个第一炮孔，第一垂直扇形孔组的多个第一炮孔的中心线均相交于第一中心点，第二垂直扇形孔组的多个第一炮孔的中心线均相交于第二中心点；

第二炮孔排包括第三垂直扇形孔组、第四垂直扇形孔组以及位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的一个第二炮孔，第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组均包括数量相等的多个第二炮孔，第三垂直扇形孔组的多个第二炮孔的中心线均相交于第三中心点，第四垂直扇形孔组的多个第二炮孔的中心线均相交于第四中心点；

其中，第一中心点、第二中心点以及位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的第二炮孔的中心线之间的连接线为三角形。

在本发明的一个实施例中，第一垂直扇形孔组与第二垂直扇形孔组相邻的一个第一炮孔沿竖直方向延伸，第一垂直扇形孔组的其他的第一炮孔均朝向第一方向斜于沿竖直方向延伸的一个第一炮孔设置；

第二垂直扇形孔组与第一垂直扇形孔组相邻的一个第一炮孔沿竖直方向延伸，第二垂直扇形孔组的其他的第一炮孔均朝向第二方向斜于沿竖直方向延伸的一个第一炮孔设置。

在本发明的一个实施例中，位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的一个第二炮孔沿竖直方向延伸；

其中，第三垂直扇形孔组的多个第二炮孔均朝向第一方向斜于沿竖直方向延伸的第二炮孔设置，第四垂直扇形孔组的多个第二炮孔均朝向第二方向斜于沿竖直方向延伸的第二炮孔设置。

在本发明的一个实施例中，一个第一炮孔排的第一炮孔的数量比一个第二炮孔排的第二炮孔的数量多一个。

在本发明的一个实施例中，第一炮孔排的数量为，1≤a≤3，第二炮孔排的数量为b，1≤b≤2；

其中，第一炮孔排与第二炮孔排交错设置。

在本发明的一个实施例中，第一中心点、第二中心点以及位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的第二炮孔的中心线之间的连接线为等腰三角形。

根据本发明的第二个方面，提供了一种扇形中深孔爆破方法，包括：

在矿体上沿分段凿岩巷道的延伸方向布置第一炮孔排和第二炮孔排，第一炮孔排和第二炮孔排均采用双中心扇形孔的布孔设计，并使得第一炮孔排的第一炮孔与第二炮孔排的第二炮孔交错设置；

向第一炮孔以及第二炮孔装药，采用毫秒微差爆破，从第一炮孔排和第二炮孔排的中心位置向两侧逐次起爆，排间为由前向后爆破，以形成不断扩大的V形自由面，直至完成回采。

在本发明的一个实施例中，布置第一炮孔排和第二炮孔排的具体方法包括：

布置多个第一炮孔以形成第一炮孔排，在相邻两个第一炮孔间穿插布置第二炮孔，以形成第二炮孔排；

其中，相邻两个第一炮孔与其中间穿插的第二炮孔之间的连接线为三角形。

在本发明的一个实施例中，第一炮孔排和第二炮孔排的具体起爆方法包括：

第一炮孔排中心位置的两个第一炮孔先起爆，然后位于中心位置两侧的相对称的各对第一炮孔逐次起爆；

第二炮孔排中心位置的一个第二炮孔先起爆，然后位于中心位置两侧的相对称的各对第二炮孔逐次起爆；

其中，形成一个V形自由面后，一个V形自由面两侧的各对第一炮孔以及各对第二炮孔先起爆。

在本发明的一个实施例中，一个第一炮孔排包括12个第一炮孔，一个第二炮孔排包括11个第二炮孔，布置三个第一炮孔排和两个第二炮孔排，并使得第一炮孔排与第二炮孔排交错设置，三个第一炮孔排和两个第二炮孔排形成的炮孔排数为5排，爆破的具体步骤包括：

(1)由位于第一排的第一炮孔排中心位置的两个第一炮孔起爆；

(2)位于第二排的第二炮孔排中心位置的第二炮孔起爆，形成第一层V形自由面；

(3)第一排和第二排中靠近第一层V形自由面的相邻炮孔起爆；

(4)位于第三排的第一炮孔排中心位置的两个第一炮孔起爆；

(5)位于第四排的第二炮孔排中心位置的第二炮孔起爆，形成第二层V形自由面；

(6)第一排、第二排、第三排和第四排中靠近第二层V形自由面的相邻炮孔起爆；

(7)位于第五排的第一炮孔排中心位置的两个第一炮孔起爆，形成第三层V形自由面；

(8)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第三层V形自由面(43)的相邻炮孔起爆，形成第四层V形自由面；

(9)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第四层V形自由面(44)的相邻炮孔起爆，形成第五层V形自由面；

(10)第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第五层V形自由面的相邻炮孔起爆，形成第六层V形自由面；

(11)第三排、第四排和第五排中靠近第六层V形自由面的相邻炮孔起爆，形成第七层V形自由面；

(12)第五排中靠近第七层V形自由面的相邻炮孔起爆，完成全部爆破；

其中，当炮孔排数少于5排，为两排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(6)、(8)、(9)、(10)步骤，忽略第三排、第四排和第五排炮孔；为三排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(4)、(6)、(8)、(9)、(10)(11)步骤，忽略第四排和第五排炮孔；为四排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(8)、(9)、(10)(11)步骤，忽略第五排炮孔。

本发明的扇形中深孔装药结构通过第一炮孔排的第一炮孔与第二炮孔排的第二炮孔交错布置可以在均匀布孔的同时可减少炮孔数量，减少了钻孔成本，降低了炸药单耗，提高生产效率，并且可以减小未受到爆破的矿石范围。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种扇形中深孔装药结构的部分结构示意图；

图2是图1中的A-A处的剖面结构示意图；

图3是图1中的B-B处的剖面结构示意图；

图4是图1中的C-C处的剖面结构示意图；

图5是图1中的D-D处的剖面结构示意图。

附图标记说明如下：

10、矿体；11、分段凿岩巷道；13、爆落矿石；14、采空区；20、第一炮孔排；21、第一炮孔；22、第一中心点；23、第二中心点；30、第二炮孔排；31、第二炮孔；32、第三中心点；33、第四中心点；41、第一层V形自由面；42、第二层V形自由面；43、第三层V形自由面；44、第四层V形自由面；45、第五层V形自由面；46、第六层V形自由面；47、第七层V形自由面。

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构.系统和步骤。应理解的是，可以使用部件.结构.示例性装置.系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”.“之间”.“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

本发明的一个实施例提供了一种扇形中深孔装药结构，请参考图1至图5，扇形中深孔装药结构包括：矿体10，矿体10的内部具有分段凿岩巷道11；第一炮孔排20，第一炮孔排20包括第一炮孔21，第一炮孔21的一端与分段凿岩巷道11相连通，第一炮孔21的个数为偶数；第二炮孔排30，第二炮孔排30包括第二炮孔31，第二炮孔31的一端与分段凿岩巷道11相连通，第二炮孔31的个数为奇数；其中，第一炮孔排20与第二炮孔排30沿分段凿岩巷道11的延伸方向间隔设置，第一炮孔21与第二炮孔31交错设置。

本发明一个实施例的扇形中深孔装药结构通过第一炮孔排20的第一炮孔21与第二炮孔排30的第二炮孔31交错布置可以在均匀布孔的同时可减少炮孔数量，减少了钻孔成本，降低了炸药单耗，提高生产效率，并且可以减小未受到爆破的矿石范围。

在一个实施例中，第一炮孔排20和第二炮孔排30属于沿分段凿岩巷道11的延伸方向间隔设置，而第一炮孔21与第二炮孔31交错设置，即可以理解为相邻的两个第一炮孔21之间穿插一个第二炮孔31，此处的穿插只是空间位置上的关系，两个第一炮孔21和一个第二炮孔31并不在一条直线上，且可以解释为分别位于一个三角形的三个顶点位置处，此处的顶点可以理解为炮孔的端口的中心点。

在一个实施例中，第一炮孔21与第二炮孔31均是由分段凿岩巷道11内部向上钻孔，分段凿岩巷道11的上方可以是采空区14，第一炮孔21与第二炮孔31均不与采空区14相连通。

在一个实施例中，矿体10和爆落矿石之间的为爆破分段，即一次划分出的爆破段，第一炮孔排20和第二炮孔排30发布在爆破分段内。

如图2和图3所示，第一炮孔排20包括第一垂直扇形孔组和第二垂直扇形孔组，第一垂直扇形孔组和第二垂直扇形孔组均包括数量相等的多个第一炮孔21，第一垂直扇形孔组的多个第一炮孔21的中心线均相交于第一中心点22，第二垂直扇形孔组的多个第一炮孔21的中心线均相交于第二中心点23；第二炮孔排30包括第三垂直扇形孔组、第四垂直扇形孔组以及位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的一个第二炮孔31，第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组均包括数量相等的多个第二炮孔31，第三垂直扇形孔组的多个第二炮孔31的中心线均相交于第三中心点32，第四垂直扇形孔组的多个第二炮孔31的中心线均相交于第四中心点33；其中，第一中心点22、第二中心点23以及位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的第二炮孔31的中心线之间的连接线为三角形。

在一个实施例中，第一炮孔排20采用双中心扇形孔，即第一炮孔排20包括第一垂直扇形孔组和第二垂直扇形孔组。其中，第一垂直扇形孔组的各个第一炮孔21的中心线沿第一中心点22向外发散，各个第一炮孔21的中心线组成的平面形成了一个扇形面。而第二垂直扇形孔组的各个第一炮孔21的中心线沿第二中心点23向外发散，各个第一炮孔21的中心线组成的平面形成了一个扇形面。

在一个实施例中，第二炮孔排30采用双中心扇形孔，但其中间有一个独立设置的第二炮孔31，此第二炮孔31位于中心位置处，即第二炮孔排30包括第三垂直扇形孔组、第四垂直扇形孔组以及位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的一个第二炮孔31，第三垂直扇形孔组的各个第二炮孔31的中心线沿第三中心点32向外发散，各个第二炮孔31的中心线组成的平面形成了一个扇形面。第四垂直扇形孔组的各个第二炮孔31的中心线沿第四中心点33向外发散，各个第二炮孔31的中心线组成的平面形成了一个扇形面。

如图2所示，第一垂直扇形孔组与第二垂直扇形孔组相邻的一个第一炮孔21沿竖直方向延伸，第一垂直扇形孔组的其他的第一炮孔21均朝向第一方向斜于沿竖直方向延伸的一个第一炮孔21设置；第二垂直扇形孔组与第一垂直扇形孔组相邻的一个第一炮孔21沿竖直方向延伸，第二垂直扇形孔组的其他的第一炮孔21均朝向第二方向斜于沿竖直方向延伸的一个第一炮孔21设置。

在一个实施例中，第一方向和第二方向是指在一个圆周方向上两个不同的转向，即可以理解为顺时针和逆时针，此处的朝向第一方向斜于沿竖直方向延伸的一个第一炮孔21设置，以及朝向第二方向斜于沿竖直方向延伸的一个第一炮孔21设置，均可以理解为沿圆周方向两个不同的方向进行倾斜。

在一个实施例中，第一炮孔排20包括两个沿竖直方向延伸的第一炮孔21，即位于第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21沿竖直方向延伸，而其他的第一炮孔21对称地分布在位于中心位置的两个第一炮孔21的两侧，并且均倾斜于沿竖直方向延伸的第一炮孔21。

在一个实施例中，第一炮孔排20的第一炮孔21与竖直方向的夹角不应大于70°，即边角孔与水平方向的角度不应小于20°，以避免穿孔困难。

如图3所示，位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的一个第二炮孔31沿竖直方向延伸；其中，第三垂直扇形孔组的多个第二炮孔31均朝向第一方向斜于沿竖直方向延伸的第二炮孔31设置，第四垂直扇形孔组的多个第二炮孔31均朝向第二方向斜于沿竖直方向延伸的第二炮孔31设置。

在一个实施例中，第一方向和第二方向是指在一个圆周方向上两个不同的转向，即可以理解为顺时针和逆时针，此处的朝向第一方向斜于沿竖直方向延伸的第二炮孔31设置，以及朝向第二方向斜于沿竖直方向延伸的第二炮孔31设置，均可以理解为沿圆周方向两个不同的方向进行倾斜。

在一个实施例中，第二炮孔排30包括一个沿竖直方向延伸的第二炮孔31，即位于第二炮孔排30中心位置的一个第二炮孔31沿竖直方向延伸，而其他的第二炮孔31对称地分布在位于中心位置的一个第二炮孔31的两侧，并且均倾斜于沿竖直方向延伸的第二炮孔31。

在一个实施例中，一个第一炮孔排20的第一炮孔21的数量比一个第二炮孔排30的第二炮孔31的数量多一个。

在一个实施例中，第一炮孔排20的数量为，1≤a≤3，第二炮孔排30的数量为b，1≤b≤2；其中，第一炮孔排20与第二炮孔排30交错设置。第一炮孔排20以及第二炮孔排30的数量限定主要是为了减小所用雷管段数，以提高爆破稳定性。

在一个实施例中，第一中心点22、第二中心点23以及位于第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的第二炮孔31的中心线之间的连接线为等腰三角形。

在一个实施例中，为提高爆破效果，第二炮孔排30的第二炮孔31，应尽量处于第一炮孔排20的第一炮孔21的中间位置，多个第二炮孔31以及多个第一炮孔21在平面中应均匀分布。

本发明的一个实施例还提供了一种扇形中深孔爆破方法，包括：在矿体10上沿分段凿岩巷道11的延伸方向布置第一炮孔排20和第二炮孔排30，第一炮孔排20和第二炮孔排30均采用双中心扇形孔的布孔设计，并使得第一炮孔排20的第一炮孔21与第二炮孔排30的第二炮孔31交错设置；向第一炮孔21以及第二炮孔31装药，采用毫秒微差爆破，从第一炮孔排20和第二炮孔排30的中心位置向两侧逐次起爆，排间为由前向后爆破，以形成不断扩大的V形自由面，直至完成回采。

在一个实施例中，形成一个V形自由面的各个第一炮孔排20和第二炮孔排30均同时起爆。

在一个实施例中，扇形中深孔爆破方法应用于上述的扇形中深孔装药结构。

在一个实施例中，布置第一炮孔排20和第二炮孔排30的具体方法包括：布置多个第一炮孔21以形成第一炮孔排20，在相邻两个第一炮孔21间穿插布置第二炮孔31，以形成第二炮孔排30；其中，相邻两个第一炮孔21与其中间穿插的第二炮孔31之间的连接线为三角形。

在一个实施例中，第一炮孔排20和第二炮孔排30的具体起爆方法包括：第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21先起爆，然后位于中心位置两侧的相对称的各对第一炮孔21逐次起爆；第二炮孔排30中心位置的一个第二炮孔31先起爆，然后位于中心位置两侧的相对称的各对第二炮孔31逐次起爆；其中，形成一个V形自由面后，一个V形自由面两侧的各对第一炮孔21以及各对第二炮孔31先起爆。

在一个实施例中，形成一个V形自由面后，一个V形自由面两侧的各对第一炮孔21以及各对第二炮孔31同时起爆。

在一个实施例中，一个第一炮孔排20包括12个第一炮孔21，一个第二炮孔排30包括11个第二炮孔31，布置三个第一炮孔排20和两个第二炮孔排30，并使得第一炮孔排20与第二炮孔排30交错设置，三个第一炮孔排20和两个第二炮孔排30形成的炮孔排数为5排，爆破的具体步骤包括：

(1)由位于第一排的第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21起爆；

(2)位于第二排的第二炮孔排30中心位置的第二炮孔31起爆，形成第一层V形自由面41；

(3)第一排和第二排中靠近第一层V形自由面41的相邻炮孔起爆；

(4)位于第三排的第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21起爆；

(5)位于第四排的第二炮孔排30中心位置的第二炮孔31起爆，形成第二层V形自由面42；

(6)第一排、第二排、第三排和第四排中靠近第二层V形自由面42的相邻炮孔起爆；

(7)位于第五排的第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21起爆，形成第三层V形自由面43；

(8)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第三层V形自由面43的相邻炮孔起爆，形成第四层V形自由面44；

(9)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第四层V形自由面44的相邻炮孔起爆，形成第五层V形自由面45；

(10)第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第五层V形自由面45的相邻炮孔起爆，形成第六层V形自由面46；

(11)第三排、第四排和第五排中靠近第六层V形自由面46的相邻炮孔起爆，形成第七层V形自由面47；

(12)第五排中靠近第七层V形自由面47的相邻炮孔起爆，完成全部爆破；

其中，当炮孔排数少于5排，为两排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(6)、(8)、(9)、(10)步骤，忽略第三排、第四排和第五排炮孔；为三排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(4)、(6)、(8)、(9)、(10)(11)步骤，忽略第四排和第五排炮孔；为四排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(8)、(9)、(10)(11)步骤，忽略第五排炮孔。

本发明的扇形中深孔爆破方法是一种排间交错高效中深孔爆破方法，针对一个具体采矿实施例进行说明。

在本实施例中，矿石采用分段凿岩阶段出矿嗣后空场充填法开采，矿房垂直矿体走向布置，阶段高度为50m，分段高度为12.5m，矿房宽度为12.5m，采场长度为80m，目前在+90m中段进行中深孔爆破。矿房埋深较浅，且离附近村庄较近，爆破环境复杂。

实施例中具体步骤如下：

(1)爆破参数选择，根据现场实际情况，参考《采矿手册》，分别确定炸药单耗、孔底距、孔口距、排距和崩矿步距等爆破参数。

中深孔炮孔(第一炮孔21以及第二炮孔31)直径为76mm，炸药单耗为0.38kg/t，乳化炸药密度为1.1g/cm3，排距为1.4m-1.8m，孔口距为0.8m-1.3m，孔底距为1.8m-2.5m，一次性爆破四排炮孔，崩矿步距为5.5m-6.5m。

所允许最大单段爆破药量，根据《爆破安全规程》的要求，按照萨道夫斯基公式计算。萨道夫斯基公式为：

式中，V为振动速度

K为场地系数；

α为衰减系数；

Q为单段最大药量；

R为测点与爆破位置距离。

因为最近村落存在土坯房和毛石房，所允许最大震动速度为0.8cm/s，测点距爆破地点最小距离为400m，其余参数根据爆破震动测试所获得。经计算，单段最大药量为638.22kg。

(2)根据实际采场结构参数，进行第一套双中心垂直扇形孔的布孔设计(第一炮孔排20的布孔设计)：布置12个第一炮孔21，双中心扇形孔单排共布置12个炮孔，炮孔上向垂直布置，倾角90°，边角孔倾角为上向23°。根据布孔设计结果，在第一炮孔21间穿插第二炮孔31，用所穿插第二炮孔31组成第二套双中心扇形孔布孔设计(第二炮孔排30的布孔设计)。第二套双中心扇形孔布孔设计共布置11个第二炮孔31，炮孔上向垂直布置，倾角90°。

(3)布孔：按照第一套双中心扇形孔布孔设计与第二套双中心扇形孔布孔设计相互交错的原则，进行布孔，布孔由第一套双中心扇形孔布孔设计开始。

(4)钻孔与装药：采用中深孔凿岩台车进行钻孔作业，装药工作则采用装药台车完成。

(5)爆破：爆破采用毫秒微差爆破，爆破顺序为从中心位置向两侧逐次起爆，排间为由前向后爆破，形成不断扩大的V形自由面。根据第一步中计算所得的所允许最大爆破药量，按照在爆破过程中形成不断后退V形自由面的原则，炮孔起爆顺序，共分为16段，具体可参见图1、图4和图5中给出的1段至16段。

各排炮孔参数见表1、表2、表3、表4、表5，其中，表中出现的L为图2或图3中的左侧炮孔，R为图2或图3中的右侧炮孔。

表1

表2

表3

表4

表5

其中，针对上述方案的具体起爆顺序为：

(1)由位于第一排的第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21起爆；

(2)位于第二排的第二炮孔排30中心位置的第二炮孔31起爆，形成第一层V形自由面41，即爆破1段和2段后形成第一层V形自由面41；

(3)第一排和第二排中靠近第一层V形自由面41的相邻炮孔起爆；

(4)位于第三排的第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21起爆；

(5)位于第四排的第二炮孔排30中心位置的第二炮孔31起爆，形成第二层V形自由面42，即爆破3段、4段和5段后形成第二层V形自由面42；

(6)第一排、第二排、第三排和第四排中靠近第二层V形自由面42的相邻炮孔起爆；

(7)位于第五排的第一炮孔排20中心位置的两个第一炮孔21起爆，形成第三层V形自由面43，即爆破6段、7段和8段后形成第三层V形自由面43；

(8)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第三层V形自由面43的相邻炮孔起爆，形成第四层V形自由面44，即爆破9段、10段和11段后形成第四层V形自由面44，即爆破9段、10段和11段后形成第四层V形自由面44；

(9)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第四层V形自由面44的相邻炮孔起爆，形成第五层V形自由面45，即爆破12段和13段后形成第五层V形自由面45；

(10)第二排、第三排、第四排和第五排中靠近第五层V形自由面45的相邻炮孔起爆，形成第六层V形自由面46，即爆破14段后形成第六层V形自由面46；

(11)第三排、第四排和第五排中靠近第六层V形自由面46的相邻炮孔起爆，形成第七层V形自由面47，即爆破15段后形成第七层V形自由面47；

(12)第五排中靠近第七层V形自由面47的相邻炮孔起爆，完成全部爆破，即最后爆破16段。

本发明的扇形中深孔爆破方法是一种简单有效的排间交错高效中深孔爆破方法，通过形成不断扩大的V形自由面，增加了自由面个数，改善了爆破效果。并且，因多排炮孔同时爆破，提高了排间爆破孔应力作用，增大了爆破能量的利用率。同时，因采用排间交错的炮孔布置原则，在均匀布孔的同时可减少炮孔数量，减少了钻孔成本，降低了炸药单耗，提高生产效率。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种扇形中深孔装药结构，其特征在于，包括：

矿体(10)，所述矿体(10)的内部具有分段凿岩巷道(11)；

第一炮孔排(20)，所述第一炮孔排(20)包括第一炮孔(21)，所述第一炮孔(21)的一端与所述分段凿岩巷道(11)相连通，所述第一炮孔(21)的个数为偶数；

第二炮孔排(30)，所述第二炮孔排(30)包括第二炮孔(31)，所述第二炮孔(31)的一端与所述分段凿岩巷道(11)相连通，所述第二炮孔(31)的个数为奇数；

其中，所述第一炮孔排(20)与所述第二炮孔排(30)沿所述分段凿岩巷道(11)的延伸方向间隔设置，所述第一炮孔(21)与所述第二炮孔(31)交错设置。

2.根据权利要求1所述的扇形中深孔装药结构，其特征在于，所述第一炮孔排(20)包括第一垂直扇形孔组和第二垂直扇形孔组，所述第一垂直扇形孔组和所述第二垂直扇形孔组均包括数量相等的多个所述第一炮孔(21)，所述第一垂直扇形孔组的多个所述第一炮孔(21)的中心线均相交于第一中心点(22)，所述第二垂直扇形孔组的多个所述第一炮孔(21)的中心线均相交于第二中心点(23)；

所述第二炮孔排(30)包括第三垂直扇形孔组、第四垂直扇形孔组以及位于所述第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的一个所述第二炮孔(31)，所述第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组均包括数量相等的多个所述第二炮孔(31)，所述第三垂直扇形孔组的多个所述第二炮孔(31)的中心线均相交于第三中心点(32)，所述第四垂直扇形孔组的多个所述第二炮孔(31)的中心线均相交于第四中心点(33)；

其中，所述第一中心点(22)、所述第二中心点(23)以及位于所述第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的所述第二炮孔(31)的中心线之间的连接线为三角形。

3.根据权利要求2所述的扇形中深孔装药结构，其特征在于，所述第一垂直扇形孔组与所述第二垂直扇形孔组相邻的一个所述第一炮孔(21)沿竖直方向延伸，所述第一垂直扇形孔组的其他的所述第一炮孔(21)均朝向第一方向斜于沿竖直方向延伸的一个所述第一炮孔(21)设置；

所述第二垂直扇形孔组与所述第一垂直扇形孔组相邻的一个所述第一炮孔(21)沿竖直方向延伸，所述第二垂直扇形孔组的其他的所述第一炮孔(21)均朝向第二方向斜于沿竖直方向延伸的一个所述第一炮孔(21)设置。

4.根据权利要求3所述的扇形中深孔装药结构，其特征在于，位于所述第三垂直扇形孔组和所述第四垂直扇形孔组之间的一个所述第二炮孔(31)沿竖直方向延伸；

其中，所述第三垂直扇形孔组的多个所述第二炮孔(31)均朝向所述第一方向斜于沿竖直方向延伸的所述第二炮孔(31)设置，所述第四垂直扇形孔组的多个所述第二炮孔(31)均朝向所述第二方向斜于沿竖直方向延伸的所述第二炮孔(31)设置。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的扇形中深孔装药结构，其特征在于，一个所述第一炮孔排(20)的所述第一炮孔(21)的数量比一个所述第二炮孔排(30)的所述第二炮孔(31)的数量多一个。

6.根据权利要求2所述的扇形中深孔装药结构，其特征在于，所述第一炮孔排(20)的数量为，1≤a≤3，所述第二炮孔排(30)的数量为b，1≤b≤2；

其中，所述第一炮孔排(20)与所述第二炮孔排(30)交错设置。

7.根据权利要求2所述的扇形中深孔装药结构，其特征在于，所述第一中心点(22)、所述第二中心点(23)以及位于所述第三垂直扇形孔组和第四垂直扇形孔组之间的所述第二炮孔(31)的中心线之间的连接线为等腰三角形。

8.一种扇形中深孔爆破方法，其特征在于，包括：

在矿体(10)上沿分段凿岩巷道(11)的延伸方向布置第一炮孔排(20)和第二炮孔排(30)，所述第一炮孔排(20)和所述第二炮孔排(30)均采用双中心扇形孔的布孔设计，并使得所述第一炮孔排(20)的第一炮孔(21)与所述第二炮孔排(30)的第二炮孔(31)交错设置；

向所述第一炮孔(21)以及所述第二炮孔(31)装药，采用毫秒微差爆破，从所述第一炮孔排(20)和所述第二炮孔排(30)的中心位置向两侧逐次起爆，排间为由前向后爆破，以形成不断扩大的V形自由面，直至完成回采。

9.根据权利要求8所述的扇形中深孔爆破方法，其特征在于，布置所述第一炮孔排(20)和所述第二炮孔排(30)的具体方法包括：

布置多个所述第一炮孔(21)以形成所述第一炮孔排(20)，在相邻两个所述第一炮孔(21)间穿插布置所述第二炮孔(31)，以形成所述第二炮孔排(30)；

其中，相邻两个所述第一炮孔(21)与其中间穿插的所述第二炮孔(31)之间的连接线为三角形。

10.根据权利要求8所述的扇形中深孔爆破方法，其特征在于，所述第一炮孔排(20)和所述第二炮孔排(30)的具体起爆方法包括：

所述第一炮孔排(20)中心位置的两个所述第一炮孔(21)先起爆，然后位于中心位置两侧的相对称的各对所述第一炮孔(21)逐次起爆；

所述第二炮孔排(30)中心位置的一个所述第二炮孔(31)先起爆，然后位于中心位置两侧的相对称的各对所述第二炮孔(31)逐次起爆；

其中，形成一个V形自由面后，一个V形自由面两侧的各对所述第一炮孔(21)以及各对所述第二炮孔(31)先起爆。

11.根据权利要求10所述的扇形中深孔爆破方法，其特征在于，一个所述第一炮孔排(20)包括12个所述第一炮孔(21)，一个所述第二炮孔排(30)包括11个所述第二炮孔(31)，布置三个所述第一炮孔排(20)和两个所述第二炮孔排(30)，并使得所述第一炮孔排(20)与所述第二炮孔排(30)交错设置，三个所述第一炮孔排(20)和两个所述第二炮孔排(30)形成的炮孔排数为5排，所述爆破的具体步骤包括：

(1)由位于第一排的所述第一炮孔排(20)中心位置的两个所述第一炮孔(21)起爆；

(2)位于第二排的所述第二炮孔排(30)中心位置的所述第二炮孔(31)起爆，形成第一层V形自由面(41)；

(3)第一排和第二排中靠近所述第一层V形自由面(41)的相邻炮孔起爆；

(4)位于第三排的所述第一炮孔排(20)中心位置的两个所述第一炮孔(21)起爆；

(5)位于第四排的所述第二炮孔排(30)中心位置的所述第二炮孔(31)起爆，形成第二层V形自由面(42)；

(6)第一排、第二排、第三排和第四排中靠近所述第二层V形自由面(42)的相邻炮孔起爆；

(7)位于第五排的所述第一炮孔排(20)中心位置的两个所述第一炮孔(21)起爆，形成第三层V形自由面(43)；

(8)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近所述第三层V形自由面(43)的相邻炮孔起爆，形成第四层V形自由面(44)；

(9)第一排、第二排、第三排、第四排和第五排中靠近所述第四层V形自由面(44)的相邻炮孔起爆，形成第五层V形自由面(45)；

(10)第二排、第三排、第四排和第五排中靠近所述第五层V形自由面(45)的相邻炮孔起爆，形成第六层V形自由面(46)；

(11)第三排、第四排和第五排中靠近所述第六层V形自由面(46)的相邻炮孔起爆，形成第七层V形自由面(47)；

(12)第五排中靠近所述第七层V形自由面(47)的相邻炮孔起爆，完成全部爆破；

其中，当炮孔排数少于5排，为两排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(6)、(8)、(9)、(10)步骤，忽略第三排、第四排和第五排炮孔；为三排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(4)、(6)、(8)、(9)、(10)(11)步骤，忽略第四排和第五排炮孔；为四排时，爆破部分进行(1)(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(8)、(9)、(10)(11)步骤，忽略第五排炮孔。