CN112414237B - 一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，包括：当拉底巷道爆破推进至坚硬围岩区域时，按照扇形中深孔爆破法布置炮孔；在炮孔的同一断面施工多个沿巷道中心线对称分布的静态破碎钻孔；配制静态膨胀剂为糊状，通过高压风将配置的静态膨胀剂压入静态破碎钻孔，直至灌满，不用塞封，静置预设时长；在静置预设时长后，向炮孔内装药；对装药后的炮孔采用排间微差，同排同段起爆的方式进行爆破。本发明可促使围岩节理、裂隙的发育，形成结构弱面。在通过扇形中深孔爆破诱导，实现坚硬围岩的可持续性的冒落。

Description

一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法

技术领域

本发明涉及采矿技术领域，特别涉及一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法。

背景技术

自然崩落法通过拉底与边帮的切割，诱导岩体依靠自重与地压作用，自然冒落形成矿块。但在工程实践中，不可避免的遇到坚硬围岩，该围岩具有可崩性差特点，影响崩落的持续发展。同时，可崩性差矿岩突发崩落，也易诱发空气冲击波产生，造成人员与设备的伤害事件。

自然崩落法拉底技术是影响该采矿方法成败的最为关键的因素之一，不合理的拉底技术会导致拉底巷道垮塌、底部结构破坏、也会造成应力集中、空气冲击波、崩落效果差、大块率等问题。目前，采用静态爆破方法处理坚硬围岩的拉底技术还处于空白阶段。

发明内容

本发明提供了一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，以解决自然崩落法拉底过程中过坚硬围岩可崩性差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，该方法包括：

当拉底巷道爆破推进至坚硬围岩区域时，按照扇形中深孔爆破法布置炮孔；

在所述炮孔的同一断面施工多个沿巷道中心线对称分布的静态破碎钻孔；

配制静态膨胀剂为糊状，通过高压风将配置的静态膨胀剂压入所述静态破碎钻孔，直至灌满所述静态破碎钻孔为止，不用塞封，静置预设时长；

在静置预设时长后，向所述炮孔内装药；

对装药后的炮孔采用排间微差，同排同段起爆的方式进行爆破。

进一步地，所述按照扇形中深孔爆破法布置炮孔时，排间距为2.0m，每排施工炮孔9个，孔深不均，处于6.30m～12.50m之间，炮孔倾角为44°～132°，炮孔直径为76mm。

进一步地，在炮孔的同一断面施工多个沿巷道中心线对称分布的静态破碎钻孔时，静态破碎钻孔的数量为4个，所述静态破碎钻孔的深度保证垂直控顶高度为20.0m，所述静态破碎钻孔的直径为51mm，倾角分布于54°～122°之间。

进一步地，配制静态膨胀剂为糊状，通过高压风将配置的静态膨胀剂压入所述静态破碎钻孔，直至灌满静态破碎钻孔为止，不用塞封，静置预设时长，包括：按照水和药剂比1：3的比例将水和静态膨胀剂混合并搅拌成均匀糊状，通过高压风将其压入静态破碎钻孔，直至灌满为止，不用塞封，静置8小时。

进一步地，向所述炮孔内装药，包括：使用高压风将起爆药卷、粘性粒状铵油炸药压入所述炮孔的孔底、孔口，采用连续装药结构；所述炮孔使用炮泥填入，再用填塞物进行炮孔封堵，封堵完后，每排相邻炮孔孔口的不装药长度为2.5m与3.5m交错布置。

进一步地，所述对装药后的炮孔采用排间微差，同排同段起爆的方式进行爆破，包括：采用非电导爆管雷管在炮孔的孔底、孔口起爆，多排分段微差爆破；其中，雷管采用非电毫秒导爆管雷管，雷管与起爆器的连线采用MS1段雷管，第一排采用MS3段雷管，第N排采用2N+1段雷管；其中，N为正整数。

本发明的技术方案适用于自然崩落法拉底过坚硬围岩的地质工况条件，特别适用于自然崩落法过坚硬围岩的拉底管子，其带来的有益效果至少包括：

1、本发明能够有效避免拉底过坚硬围岩大范围的跨冒情况；

2、本发明能够形成可持续的岩体崩落，避免空气冲击波的产生；

3、本发明能够有效控制坚硬围岩大范围的跨冒，避免应力集中现象的产生，保护底部结构的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的钻孔示意图；

图3为图2中扇形中深孔爆破粘性粒状铵油装药结构示意图；

图4为图2中静态膨胀剂装药结构示意图；

图5为图2中起爆网络连接示意图。

附图标记说明：

1、炮孔；2、静态破碎钻孔；3、拉底巷道；4、雷管；5、粒状铵油炸药；

6、炮泥；7、填塞物；8、连线；9、静态膨胀剂；10、起爆器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参阅图1至图5，本实施例提供了一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，该方法是为了解决自然崩落法拉底层施工至坚硬围岩区域时，无法通过中深孔爆破，诱导围岩依靠自重与地压实现可持续性的自由冒落这一问题而设计。

本实施例的自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法首先采用静态破碎方法弱化坚硬岩体，在预设的静态破碎钻孔2中注入配置好的静态膨胀剂9，以对岩体实施静态预裂破碎；然后再结合扇形中深孔爆破的方法在炮孔1中装入粘性粒状铵油炸药5，进行拉底爆破，从而诱导岩体依靠自重与地压作用实现自由冒落。

具体地，本实施例方法的执行流程如图1所示，包括以下步骤：

S101，当拉底巷道3爆破推进至坚硬围岩区域时，按照常规的扇形中深孔爆破法布置炮孔1；其中，排间距2.0m，每排炮孔1的数量为9个，孔深不均，处于6.30m～12.50m之间，深孔倾角分布于44°～132°，钻孔直径76mm。

S102，在炮孔1的同一断面施工多个沿巷道中心线对称分布的静态破碎钻孔2；其中，炮孔1的同一断面施工4个静态破碎钻孔2，静态破碎钻孔2的深度保证垂直控顶高度20.0m，钻孔直径51mm，深孔倾角分布于54°～122°之间。

S103，配制静态膨胀剂9为糊状，通过高压风将配置的静态膨胀剂9压入静态破碎钻孔2，直至灌满静态破碎钻孔2为止，不用塞封，静置预设时长；其中，膨胀剂按照水和药剂比1：3配置并搅拌成均匀糊状，静置时长为8小时。

S104，在静置预设时长后，向炮孔1内装药；

具体地，在本实施例中，上述步骤具体如下：

停滞8小时左右后，进入拉底巷道3的施工区域，进行安全确认后，使用高压风将雷管4、粘性的粒状铵油炸药5压入炮孔1的孔底，孔口，采用连续装药结构。炮孔1使用炮泥6填入，再用填塞物7进行炮孔1封堵，封堵完后，每排相邻炮孔1的孔口的不装药长度为2.5m与3.5m交错布置。

S105，对装药后的炮孔1采用排间微差，同排同段起爆的方式进行爆破。

具体地，在本实施例中，上述步骤具体如下：

利用起爆器10，采用非电导爆管雷管在炮孔1的孔底、孔口起爆，多排分段微差爆破；其中，雷管4采用非电毫秒导爆管雷管，雷管4与起爆器10的连线8采用MS1段雷管，第一排采用MS3段雷管，第二排采用MS5段雷管，依次类推，第N排采用2N+1段雷管；其中，N为正整数。爆破时人员撤离、做好安全警戒及其他应注意的安全事项，并在规定的起爆站点利用起爆器10起爆。

本实施例方法的原理是结合扇形中深孔爆破与静态膨胀剂，通过预处理技术，诱导坚硬围岩节理、裂隙的剪切破坏，避免坚硬围岩的不持续冒落现象。

本实施例方法的技术要点如下：

采用凿岩台车进行机械化钻孔，粘性粒状装药孔径76mm，孔低间距约2m，每排钻孔9个；静态破碎钻孔径51mm，每排钻孔4个。

拉底巷道净断面规格宽×高3.6m×3.6m。

拉底巷道支护方式主要采用砂浆锚杆，锚杆长度2.25m，直径22mm，支护网度1.0m×1.0m，围岩破碎也可采用喷浆、挂网、长锚索支护。

下面，结合具体的应用实例来进一步说明本实施例方法的实现过程：

某铜矿采用自然崩落法采矿。拉底巷道位于3736m水平，拉底巷道净断面规格为宽×高3.6m×3.6m，采用凿岩台车进行拉底巷道中深孔施工，孔径可调节范围51～89mm。拉底区域存在坚硬的Ⅰ类岩体区域。在出矿统计工作中发现冒落矿量少，块度大造成底部结构的应力集中，存在大范围跨冒的风险。

针对上述拉底过程中的坚硬围岩区域，使用本实施例的新型自然崩落法过坚硬围岩的预处理技术，结合图2、图3、图4、图5说明具体实施方案如下：

1、拉底巷道3推进至坚硬围岩区域，按照原方案施工粘性粒状铵油炸药所需的中深孔，共计9个，深孔倾角范围44°～132°之间，孔径76mm，钻孔深度范围6.30～12.50m；

2、采用simba1354台车，施工静态破碎钻孔2，每排施工4个，保持钻孔倾角范围54°～122°之间不变，孔径51mm，控顶有效高度20m；

3、按照水和药剂比1：3搅拌静态膨胀剂9成均匀糊状，使用高压风将其压入静态破碎钻孔2，灌满为止，不用塞封，停滞8个小时左右；

4、停滞8小时左右后，进入拉底巷道3施工区域，进行安全确认后，在扇形中深孔采用高压风将起爆药卷、粘性粒状铵油炸药压入孔底，孔口；

5、采用连续装药结构，多排分段微差爆破，雷管4采用非电毫秒导爆管雷管，排间微差，同排同段起爆。连线8采用MS1段，第一排采用MS3段雷管，第二排采用MS5段雷管，依次类推；

6、使用炮泥6填入，再用填塞物7进行炮孔封堵，封堵完，孔口不装药长度为2.5m与3.5m交错布置；

7、采用排间微差起爆方式，将所有导爆管绑扎在仪器，用起爆器10起爆。

需要说明的是，在具体实施过程中，向静态破碎钻孔2内灌入静态膨胀剂9时，静态破碎钻孔2灌满为止，不封孔，装药8小时之内，严禁查看钻孔，装药8小时之后，带护目镜在现场安全条件下，可沿外孔边缘斜视查看。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，尽管已描述了本发明优选实施例，但对于本技术领域的技术人员来说，一旦得知了本发明的基本创造性概念，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

Claims (5)

1.一种自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，其特征在于，包括：

当拉底巷道爆破推进至坚硬围岩区域时，按照扇形中深孔爆破法布置炮孔；

在所述炮孔的同一断面施工多个沿巷道中心线对称分布的静态破碎钻孔；

配制静态膨胀剂为糊状，通过高压风将配置的静态膨胀剂压入所述静态破碎钻孔，直至灌满所述静态破碎钻孔为止，不用塞封，静置预设时长；

在静置预设时长后，向所述炮孔内装药；

对装药后的炮孔采用排间微差，同排同段起爆的方式进行爆破；

在所述炮孔的同一断面施工多个沿巷道中心线对称分布的静态破碎钻孔时，所述静态破碎钻孔的数量为4个，所述静态破碎钻孔的深度保证垂直控顶高度为20.0m，所述静态破碎钻孔的直径为51mm，倾角分布于54°～122°之间。

2.如权利要求1所述的自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，其特征在于，所述按照扇形中深孔爆破法布置炮孔时，排间距为2.0m，每排施工炮孔9个，孔深不均，处于6.30m～12.50m之间，炮孔倾角为44°～132°，炮孔直径为76mm。

3.如权利要求1所述的自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，其特征在于，所述配制静态膨胀剂为糊状，通过高压风将配置的静态膨胀剂压入所述静态破碎钻孔，直至灌满所述静态破碎钻孔为止，不用塞封，静置预设时长，包括：

按照水和药剂比1：3的比例将水和静态膨胀剂混合并搅拌成均匀糊状，通过高压风将其压入所述静态破碎钻孔，直至灌满为止，不用塞封，静置8小时。

4.如权利要求1所述的自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，其特征在于，向所述炮孔内装药，包括：使用高压风将起爆药卷、粘性粒状铵油炸药压入炮孔的孔底、孔口，采用连续装药结构；炮孔使用炮泥填入，再用填塞物进行炮孔封堵，封堵完后，每排相邻炮孔孔口的不装药长度为2.5m与3.5m交错布置。

5.如权利要求1所述的自然崩落法拉底过坚硬围岩处理方法，其特征在于，所述对装药后的炮孔采用排间微差，同排同段起爆的方式进行爆破，包括：

采用非电导爆管雷管在炮孔的孔底、孔口起爆，多排分段微差爆破；其中，雷管采用非电毫秒导爆管雷管，雷管与起爆器的连线采用MS1段雷管，第一排采用MS3段雷管，第N排采用2N+1段雷管；其中，N为正整数。

Images