CN110671979A

CN110671979A - 一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法

Info

Publication number: CN110671979A
Application number: CN201910765166.5A
Authority: CN
Inventors: 何良军; 焦满岱; 郝显福; 高忠; 赵文奇; 柴衡山; 王忠泉; 周通
Original assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Current assignee: Northwest Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date: 2019-08-19
Filing date: 2019-08-19
Publication date: 2020-01-10

Abstract

本发明属于凿岩爆破技术领域，公开了一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法，以解决现有技术中深孔采场切割井施工过程中存在的安全及工作效率低等问题，该方法包括采切工程布置、切割井深孔孔网布置、合理微差间隔时间的确定、装药、爆破网络连接、引爆爆破等技术步骤，本发明通过中深孔凿岩‑挤压爆破方法使切割井成井由浅孔凿岩爆破作业循环次数由多次变为一次，有效减少了作业循环次数，大大提高了切割井掘进效率，降低了作业人员劳动强度，有效控制了作业生产成本，有效改善了人员在裸岩井筒条件下的作业环境和安全作业条件，有效保障了作业人员的安全，该切割井施工方法尤其对软弱破碎矿岩条件极差矿山具有较好的广泛使用前景。

Description

一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法

技术领域

本发明涉及凿岩爆破技术领域，具体涉及一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法。

背景技术

目前，采用中深孔爆破回采的矿山，采场分段矿房一般设1.5-2.0m方柱形铅直切割井以补偿回采拉槽过程中崩落矿岩的自由补偿空间。中深孔爆破回采采场分段高度一般在12-15m之间，切割井高度与分段矿房高度一致，为12-15m。切割井施工工艺一般采用手持式凿岩机布孔凿岩，人工装2#岩石炸药进行爆破。该工艺主要特点是每班作业循环掘进进尺2.0m左右，随着切割井高度延伸，每作业循环需要架设人工作业平台，工艺复杂，效率低下，而且人员多在裸井环境中作业，井壁及顶部浮石对作业人员构成较大安全威胁，尤其在矿岩软弱破碎、稳定性较差的井筒中作业时，更容易发生垮帮、冒顶等伤人事故；同时由于井筒通风条件差，经常发生作业人员坠井及炮烟中毒安全事故，此种切割井施工工艺，目前还无有效的安全防治措施。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中中深孔采场切割井施工过程中存在的安全及作业效率低下等问题，提供了一种安全高效的深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法，包括以下步骤：

1）采切工程布置：根据划定的采场结构参数及矿体空间赋存状态，切割巷及切割井布置在靠近上盘矿体中，切割井布置在切割巷的端部；

2）切割井深孔孔网布置：在切割井中心处布置铅直孔作为挤压爆破补偿孔，以切割井中心为切割井断面布孔同心圆心，分别布置第一排挤压排深孔、第二排排挤压排深孔和第三排挤压排深孔，并在切割井的四个顶角处布置崩落辅助孔，且崩落辅助孔、第一排挤压排深孔、第二排排挤压排深孔、第三排挤压排深孔均为铅直深孔；

3）合理微差间隔时间的确定：第一排挤压排深孔与第二排挤压排深孔、第二排挤压排深孔与第三排挤压排深孔之间合理微差间隔时间为20-45ms，第三排挤压排深孔与崩落辅助孔之间合理微差间隔时间为60-120ms；

4）装药：补偿孔作为挤压爆破补偿孔不装药，第一排挤压排深孔、第二排挤压排深孔、第三排挤压排深孔及崩落辅助孔均装药，第一排挤压排深孔的孔口不装药长度为0.5-0.8m，第二排挤压排深孔、第三排挤压排深孔及崩落辅助孔的孔口不装药长度为0.8-1.2m，孔口均采用炮泥堵塞；

5）爆破网络连接：爆破网络采用毫秒微差并联爆破网络，根据各挤压排确定的相应毫秒延时导爆管雷管段别，按步骤4）中的装药要求分别进行深孔装药；深孔内起爆方式采用孔底反向起爆法，为防止拒爆，装药孔内全孔铺设一根导报索，孔底装起爆药包，引爆导爆管雷管聚能穴朝向孔口倒插在起爆药包上，导爆索绑扎在起爆药包上，导爆索长度超长装药深孔长度0.5-1.0m，引爆导爆管雷管脚线超长装药深孔长度的3.0-5.0m，将露出深孔的引爆导爆管雷管脚线束与孔外引爆电雷管绑扎在一起，整个爆破网络连接完毕；

6）引爆爆破网络，爆破完成后经采场通风，铲运机出矿后，切割井的成井断面在1.5×1.5-2.2×2.2m²，切割井的井深在11.5-15.5之间。

进一步地，步骤2）中补偿孔的直径为100-140mm，补偿孔孔深12.0-15.0m。

进一步地，步骤2）中第一排挤压排深孔、第二排挤压排深孔、第三挤压排深孔的深孔均布置在以切割井中心为圆心的同心圆圆弧上，且矿房分段高度为12.0-15.0m，所有深孔孔深与矿房分段高度等长，深孔孔径φ60mm；第一排挤压排深孔排内孔间距为200-250mm，第二排挤压排深孔与第三排挤压排深孔排内孔间距为400-450mm；第一排挤压排深孔的深孔与补偿孔之间的孔间距为250-300mm，第一排挤压排深孔与第二排挤压排深孔、第二排挤压排深孔与第三排挤压排深孔之间的排间距为300-350mm，前后排挤压排炮孔按梅花型布置。

进一步地，步骤2）中崩落辅助孔距切割井两侧边线的垂距均为100-150mm，崩落辅助孔的孔径为60mm，崩落辅助孔的孔深与矿房分段高度等长。

进一步地，步骤4）中炸药采用粉状硝铵炸药，装药采用BQ-50型装药器。

进一步地，步骤4）中炮孔装药系数：0.8～0.9，炸药单耗2.3～2.6kg/t。

进一步地，步骤6）中爆破网络通过电子起爆器引爆电雷管引爆爆破网络。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

（1）本发明最大的优点是切割井一次成井，通过中深孔凿岩-挤压爆破方法代替现有切割井浅孔施工工艺方法，使切割井成井由浅孔凿岩爆破作业循环次数由多次变为一次，有效减少了作业循环次数，大大提高了切割井掘进效率，降低了作业人员劳动强度，有效控制了作业生产成本。

（2）本发明通过切割井从浅孔凿岩爆破到中深孔凿岩爆破技术方法的改进，避免了现有切割井浅孔施工方法作业过程中裸井作业面浮石清理、工作平台架设等环节，有效改善了人员在裸岩井筒条件下的作业环境和安全作业条件，有效保障了作业人员的安全，同时有效解决了作业面通风困难问题，避免了人员坠井、炮烟中毒等安全事故的发生。

（3）本发明通过深孔凿岩-挤压爆破先进技术的成功应用，有效探索了一种短竖井施工方法，尤其对软弱破碎矿岩条件极差矿山具有较好的广泛使用前景。

附图说明

图1为本发明采场结构及采切工程布置图。

图2为本发明切割井断面孔网布置形式示意图。

附图标记含义如下：1.切割巷道；2.切割井；3.补偿孔；4.第一排挤压排深孔；5.第二排挤压排深孔；6.第三排挤压排深孔；7.崩落辅助孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

某矿山850m中段65-71勘探线间矿体受地质构造控制，节理、裂隙极其发育，矿岩破碎。加之矿山经过多年开采及民采采空区影响，区域地应力多次重新分布及叠加使矿岩进一步破坏，造成矿岩极其破碎。巷道及切割井施工过程中，围岩经常发生垮塌冒落，对作业人员安全构成极大威胁。为确保作业人员安全和施工质量，采用深孔挤压爆破切割井成井法对该区域矿体进行了成功回采。具体步骤如下：

1）采切工程布置：如图1所示，根据采场结构参数（一般的矿房分段高度12-15m）及矿体空间赋存状态，切割巷1及切割井2布置在靠近上盘矿体中，切割井2布置在切割巷1端部。

2）切割井深孔孔网布置：如图2所示，在切割井2中心布置铅直孔作为补偿孔3，补偿孔3孔经φ100-140mm；以切割井2中心为切割井断面布孔基准同心圆心，向外分别布置第一排挤压排深孔4、第二排排挤压排深孔5和第三排挤压排深孔6，切割井2四个顶角处布置崩落辅助孔7；第一排挤压排深孔4、第二排排挤压排深孔5和第三排挤压排深孔6及崩落辅助孔7的孔经均为φ60mm，第一排挤压排深孔4、第二排排挤压排深孔5和第三排挤压排深孔6孔深以及崩落辅助孔7的孔深与矿房分段高度（12.0-15.0m）等长。第一排挤压排深孔4与补偿孔3之间的孔间距（挤压层厚度）为250-300mm，第一排挤压排深孔4与第二排排挤压排深孔5、第二排排挤压排深孔5与第三排挤压排深孔6之间的排间距为300-350mm；第一排挤压排深孔4排内的孔间距为200-250mm，第二排排挤压排深孔5与第三排挤压排深孔6排内的孔间距均为400-450mm，前后排挤压排炮孔按梅花型布置（如图2），崩落辅助孔7距切割井2的两侧的边线垂距为100-150mm，以上所有深孔均为铅直孔。最终形成的孔网参数为：第一排挤压排深孔4排内孔间距为200-250mm，挤压层厚度为250-300mm；第二排挤压排深孔5与第三排挤压排深孔6排内孔间距为400-450mm，第一排挤压排深孔4、第二排挤压排深孔5、第三排挤压排深孔6之间的排间距为300-350mm，崩落辅助孔7距切割井2的边线垂距100-150mm。

3）合理微差间隔时间的确定：根据爆破岩体破碎机理及排间毫秒合理微差延时间隔时间经验公式，经多次现场生产实践总结，第一排挤压排深孔4与第二排挤压排深孔5、第二排挤压排深孔5与第三排挤压排深孔6之间合理微差间隔时间为20-45ms，第三排挤压排深孔6与崩落辅助孔7之间合理微差间隔时间为60-120ms。实践中，同排挤压排深孔内采用同段号毫秒延时导爆管雷管，不同排挤压排深孔内采用的毫秒延时导爆管雷管段别根据确定的合理延时间隔时间与不同段别毫秒延时导爆管雷管的延时时间差值来确定。

结合矿山采用的不同段别毫米延时导爆管雷管延时时间，为了使挤压爆破达到理想预期效果，使爆破岩石得以充分破碎，以防大块卡塞，根据爆破岩体破碎机理及排间毫秒合理微差延时间隔时间经验公式，经多次现场生产实践总结，第一排挤压排深孔4选用4段毫米导爆管雷管；第二排挤压排深孔5选用5段毫米导爆管雷管；第三排挤压排深孔6选用6段毫米导爆管雷管，崩落辅助孔7选用8段米毫秒导爆管雷管。因此，最终第一排挤压排深孔4与第二排挤压排深孔5之间的合理延时间隔时间为35ms；第二排挤压排深孔5与第三排挤压排深孔6之间的合理延时间隔时间为40ms，第三排挤压排深孔6与崩落辅助孔7之间的合理延时间隔时间为100ms。满足挤压爆破排间合理微差延时间隔时间要求。

4）装药：补偿孔3作为挤压爆破补偿孔不装药，其余深孔均装药。炸药采用粉状硝铵炸药，BQ-50装药器装药，起爆药包采用柱状2#岩石硝铵炸药。装药前，先用高压风管对各深孔进行清洗，以防炮孔堵塞。单个深孔装药时，先采用装药杆（木质或硬质塑料管）在孔底装入两卷2#岩石硝铵炸药卷，每卷药卷长约200mm，且在第二卷药卷装入前插入带15-20m脚线的毫秒延时导爆管雷管（雷管聚能穴超向孔口）1发及绑扎12.5-15.5m长的导爆索，药卷固定后，导爆索外漏长度约0.5m，毫秒延时导爆管雷管脚线外漏长度约3-5m。然后采用BQ-50装药器装药，第一排挤压排深孔4深孔孔口不装药长度为0.5-0.8m，第二排挤压排深孔5、第三排挤压排深孔6及崩落辅助孔7深孔孔口不装药长度为0.8-1.2m，孔口均采用炮泥堵塞。

5）爆破网络连接：爆破网络采用毫秒微差并联爆破网络。根据上述确定的不同排挤压排毫秒延时导爆管雷管段别，第一排挤压排深孔4采用4段毫米导爆管雷管，第二排挤压排深孔5采用5段毫米导爆管雷管，第三排挤压排深孔6采用6段毫米导爆管雷管，崩落辅助孔7选用8段米毫秒导爆管雷管。按孔内孔底反向起爆方式装药，全孔铺设一根导报索，孔底装起爆药包，引爆导爆管雷管聚能穴朝向孔口倒插在起爆药包上，导爆索绑扎在起爆药包上，导爆索长度超长装药深孔长度0.5-1.0m，引爆导爆管雷管脚线超过排深孔长度的3.0-5.0m，将露出排深孔的脚线束与孔外引爆电雷管绑扎在一起，整个爆破网络连接完毕。

根据上述技术参数及方案要求对深孔装药完毕后，将各深孔外漏导爆管雷管脚线与1发电雷管绑扎在一起，至此，装药及爆破网络连接完毕。为确保网络连接完好，需经2人分别对网络进行检查，检查无误后，通过电子起爆器引爆爆破网络。

爆破完成，经采场通风，铲运机出矿后，切割井断面在1.5×1.5-2.2×2.2m²，井深在11.5-12.5之间。成井情况理想，完全达到了下步切割拉槽的目的。

Claims

1.一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法，其特征是，包括以下步骤：

1）采切工程布置：根据划定的采场结构参数及矿体空间赋存状态，切割巷（1）及切割井（2）布置在靠近上盘矿体中，切割井（2）布置在切割巷（1）的端部；

2）切割井深孔孔网布置：在切割井（2）中心处布置铅直孔作为挤压爆破补偿孔（3），以切割井（2）中心为切割井断面布孔同心圆心，分别布置第一排挤压排深孔（4）、第二排排挤压排深孔（5）和第三排挤压排深孔（6），并在切割井（2）的四个顶角处布置崩落辅助孔（7），且崩落辅助孔（7）、第一排挤压排深孔（4）、第二排排挤压排深孔（5）、第三排挤压排深孔（6）均为铅直深孔；

3）合理微差间隔时间的确定：第一排挤压排深孔（4）与第二排挤压排深孔（5）、第二排挤压排深孔（5）与第三排挤压排深孔（6）之间合理微差间隔时间为20-45ms，第三排挤压排深孔（6）与崩落辅助孔（7）之间合理微差间隔时间为60-120ms；

4）装药：补偿孔（3）作为挤压爆破补偿孔不装药，第一排挤压排深孔（4）、第二排挤压排深孔（5）、第三排挤压排深孔（6）及崩落辅助孔（7）均装药，第一排挤压排深孔（4）的孔口不装药长度为0.5-0.8m，第二排挤压排深孔（5）、第三排挤压排深孔（6）及崩落辅助孔（7）的孔口不装药长度为0.8-1.2m，孔口均采用炮泥堵塞；

6）引爆爆破网络，爆破完成后经采场通风，铲运机出矿后，切割井（2）的成井断面在1.5×1.5-2.2×2.2m²，切割井（2）的井深在11.5-15.5之间。

2.根据权利要求1所述的一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法，其特征是：所述步骤2）中补偿孔（3）的直径为100-140mm，补偿孔（3）孔深12.0-15.0m。

3.根据权利要求2所述的一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法，其特征是：所述步骤2）中第一排挤压排深孔（4）、第二排挤压排深孔（5）、第三挤压排深孔（6）的深孔均布置在以切割井中心为圆心的同心圆圆弧上，且矿房分段高度为12.0-15.0m，所有深孔孔深与矿房分段高度等长，深孔孔径φ60mm；第一排挤压排深孔（4）排内孔间距为200-250mm，第二排挤压排深孔（5）与第三排挤压排深孔（6）排内孔间距为400-450mm；第一排挤压排深孔（4）的深孔与补偿孔（3）之间的孔间距为250-300mm，第一排挤压排深孔（4）与第二排挤压排深孔（5）、第二排挤压排深孔（5）与第三排挤压排深孔（6）之间的排间距为300-350mm，前后排挤压排炮孔按梅花型布置。

4.根据权利要求3所述的一种深孔挤压爆破形成切割井的爆破方法，其特征是：所述步骤2）中崩落辅助孔（7）距切割井两侧边线的垂距均为100-150mm，崩落辅助孔（7）的孔径为60mm，崩落辅助孔（7）的孔深与矿房分段高度等长。

5.根据权利要求1所述的一种深孔挤压爆破形成切割井的控制爆破方法，其特征是：所述步骤4）中炸药采用粉状硝铵炸药，装药采用BQ-50型装药器。

6.根据权利要求1所述的一种深孔挤压爆破形成切割井的爆破方法，其特征是：所述步骤4）中炮孔装药系数：0.8～0.9，炸药单耗2.3～2.6kg/t。

7.根据权利要求1所述的一种深孔挤压爆破形成切割井的爆破方法，其特征是：所述步骤6）中爆破网络通过电子起爆器引爆电雷管引爆爆破网络。