CN112595192A - 一种巷道掘进变径掏槽结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种巷道掘进变径掏槽结构及方法，其中，巷道掘进变径掏槽结构包括中心掏槽孔、若干个辅助掏槽孔、若干个空孔、若干个辅助孔、若干个周边孔、以及若干个底边孔，中心掏槽孔位于巷道掘进作业面的中部，若干辅助掏槽孔的连线呈菱形设置且分布于中心掏槽孔的外周，若干个空孔分布于两两辅助掏槽孔的连线的中间位置，若干个辅助孔和若干周边孔依次分布于若干辅助掏槽孔的周围，若干底边孔分布于巷道掘进作业面的底部；本发明提供的技术方案中，通过多孔径结合的变径掏槽结构，掏槽孔的两段爆破，空孔、辅助孔、周边孔和底边孔的设置，合理布置炮孔，从而实现高效、低单耗的掏槽，并形成规整的掏槽轮廓，提高掏槽效率。

Description

一种巷道掘进变径掏槽结构及方法

技术领域

本发明涉及矿山凿岩爆破技术领域，特别涉及一种巷道掘进变径掏槽结构及方法。

背景技术

在较为破碎的岩体内掘进巷道时，常采用钻爆法，而掏槽施工是钻爆法的核心工艺，一般的掏槽方式有直筒掏槽（包含平行龟裂掏槽，角柱掏槽，螺旋掏槽）和楔形掏槽，但在实施的过程中，存在掏槽参数复杂，不利于工程应用；掏槽爆破振动大；掏槽轮廓复杂，不利于后续崩落孔和周边孔的布置等问题。

专利CN201910693731.1公开了一种菱形大直径空孔直眼掏槽结构及平巷施工工艺，其设置核心装药孔，并在其外周分布有连线呈菱形的若干个大直径空孔，若干个大直径空孔外周由内至外分布有若干层连线呈矩形的若干个装药孔，以解决掏槽爆破轮廓不规整，参数复杂，爆破振动大的问题，但在实施的过程中，所需的钻孔直径大，在较为破碎的岩体中使用时，会造成溃孔现象的发生，且需对空孔进行装药，整体的炸药单耗大，施工进度慢，炮孔利用率低。专利CN201610833732.8公开了平巷（隧道）掘进增强掏槽爆破效率的方法，采用中心孔装药和周围四个大直径空孔的布置，通过反向起爆，提高掏槽效果，增加爆破效率，但其中心装药孔未同空孔一致超深，极易导致掏槽效果不理想，且存在操作工序复杂，掏槽爆破轮廓不规整等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种巷道掘进变径掏槽结构及方法，旨在解决现有的掏槽爆破炸药单耗大，掏槽爆破轮廓不规整，掏槽效果不理想的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种巷道掘进变径掏槽结构，包括中心掏槽孔、若干个辅助掏槽孔、若干个空孔、若干个辅助孔、若干个周边孔、以及若干个底边孔，所述中心掏槽孔位于巷道掘进作业面的中部，所述若干辅助掏槽孔以所述中心掏槽孔为中心并分布于中心掏槽孔的外周，且若干辅助掏槽孔的连线呈菱形设置，所述若干个空孔分布于两两辅助掏槽孔的连线的中间位置，所述若干个辅助孔和若干周边孔依次分布于所述若干辅助掏槽孔的周围且位于巷道掘进作业面的中上部，所述若干底边孔分布于巷道掘进作业面的底部。

优选地，所述中心掏槽孔的孔径为40~50mm；每一辅助掏槽孔孔径为40~50mm，且两两之间的间距为500~600mm；每一空孔的孔径为40~50mm，且两两之间的间距为350~450mm。

优选地，所述中心掏槽孔的孔深为2.0~2.5m，所述中心掏槽孔、辅助掏槽孔和空孔的孔深均超出所述辅助孔、周边孔和底边孔的孔深20~30cm。

优选地，所述空孔扩孔至孔径为64~70mm。

优选地，所述辅助掏槽孔设置为四个，对应的，所述空孔设置为四个，且四个空孔的连线呈方形设置。

为实现上述目的，本发明还提出一种巷道掘进变径掏槽方法，采用上述的一种巷道掘进变径掏槽结构，所述巷道掘进变径掏槽方法的步骤包括：

（1）凿孔：a.在巷道掘进作业面的中部钻凿中心掏槽孔，所述中心掏槽孔的孔径为40~50mm；并以中心掏槽孔为中心呈菱形布设四个辅助掏槽孔，所述辅助掏槽孔孔径为40~50mm，且两两之间的间距为500~600mm；

b.以两两辅助掏槽孔的连线的中间位置布设四个空孔，所述空孔的孔径为40~50mm，且两两之间的间距为350~450mm；

c.再在辅助掏槽孔的周围依次布设位于巷道掘进作业面的中上部的若干个辅助孔和若干个周边孔，最后在巷道掘进作业面的底部布设若干底边孔；

（2）装药：所述中心掏槽孔采用全孔装药，辅助掏槽孔采用间隔装药，空孔不装药；所述辅助孔全孔装药，周边孔间隔装药或者径向不耦合装药，底边孔全孔装药；

（3）起爆：起爆顺序为中心掏槽孔、辅助掏槽孔、辅助孔、周边孔及底边孔，起爆方式采用孔底反向起爆。

优选地，所述空孔采用专用变径钻头进行扩孔，且所述空孔扩孔后的孔径为64~70mm。

优选地，所述中心掏槽孔、辅助掏槽孔、辅助孔、周边孔及底边孔均采用药卷装药，且间隔装药的药卷之间采用导爆索连接。

优选地，所述中心掏槽孔、辅助掏槽孔、辅助孔、周边孔及底边孔的孔口设置预定的堵塞长度。

优选地，所述中心掏槽孔和辅助掏槽孔的孔口堵塞长度为40~50cm，辅助孔、周边孔和底边孔的孔口堵塞长度为50~60cm。

本发明提供的技术方案中，通过巷道掘进变径掏槽结构包括中心掏槽孔、若干个辅助掏槽孔、若干个空孔、若干个辅助孔、若干个周边孔、以及若干个底边孔，中心掏槽孔位于巷道掘进作业面的中部，若干辅助掏槽孔以中心掏槽孔为中心并分布于中心掏槽孔的外周，且若干辅助掏槽孔的连线呈菱形设置，若干个空孔分布于两两辅助掏槽孔的连线的中间位置，若干个辅助孔和若干周边孔依次分布于若干辅助掏槽孔的周围且位于巷道掘进作业面的中上部，若干底边孔分布于巷道掘进作业面的底部；巷道掘进采用多孔径结合的变径掏槽结构，且中心掏槽区设置中心掏槽孔和辅助掏槽孔的两段爆破，设置空孔降低爆破振动，增大爆破自由面，再设置辅助孔、周边孔和底边孔，合理布置炮孔，从而实现高效、低单耗的掏槽，并形成规整的掏槽轮廓，提高掏槽效率。

本发明的巷道掘进变径掏槽结构及方法具有以下有益效果：

（1）掏槽效率高：采用变径及双重掏槽孔反向起爆，耦合与不耦合装药配合的方式，实现在较为破碎围岩内巷道掘进时高效掏槽，且爆破振动低，掏槽轮廓规整，掏槽效果及效率高；

（2）炸药单耗低：通过合理布置炮孔，减少装药孔数量，改变掏槽孔的装药结构，实现炸药单耗的降低。相关大量现场试验表明，采用该种方法可降低炸药单耗0.16kg/m³以上，降低了巷道开掘成本，进而降低了矿山整体的开采成本，间接提高了矿山的经济效益；

（3）炮孔利用率高：普通掏槽法的炮孔利用率在70~80%左右，而采用该种方法的炮孔利用率最高可超过90%以上，其在一定程度高，提高了整体爆破的能耗利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的巷道掘进变径掏槽结构一实施例的结构示意图；

图2为图1沿A-A面的剖视示意图。

附图标号说明：1-中心掏槽孔，2-辅助掏槽孔，3-空孔，4-辅助孔，5-周边孔，6-底边孔，7-作业面，8-药卷，9-导爆索，10-炮泥。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本发明提出一种巷道掘进变径掏槽结构和方法，图1和图2为本发明提出的一种巷道掘进变径掏槽结构一实施例的示意图。

请参阅图1和图2，所述巷道掘进变径掏槽结构包括中心掏槽孔1、若干个辅助掏槽孔2、若干个空孔3、若干个辅助孔4、若干个周边孔5、以及若干个底边孔6，所述中心掏槽孔1位于巷道掘进作业面7的中部，所述若干辅助掏槽孔2以所述中心掏槽孔1为中心并分布于中心掏槽孔1的外周，且若干辅助掏槽孔2的连线呈菱形设置，所述若干个空孔3分布于两两辅助掏槽孔2的连线的中间位置，所述若干个辅助孔4和若干周边孔5依次分布于所述若干辅助掏槽孔2的周围且位于巷道掘进作业面7的中上部，所述若干底边孔6分布于巷道掘进作业面7的底部。

本发明提供的技术方案中，通过巷道掘进变径掏槽结构包括中心掏槽孔1、若干个辅助掏槽孔2、若干个空孔3、若干个辅助孔4、若干个周边孔5、以及若干个底边孔6，中心掏槽孔1位于巷道掘进作业面7的中部，若干辅助掏槽孔2以中心掏槽孔1为中心并分布于中心掏槽孔1的外周，且若干辅助掏槽孔2的连线呈菱形设置，若干个空孔3分布于两两辅助掏槽孔2的连线的中间位置，若干个辅助孔4和若干周边孔5依次分布于若干辅助掏槽孔2的周围且位于巷道掘进作业面7的中上部，若干底边孔6分布于巷道掘进作业面7的底部；巷道掘进采用多孔径结合的变径掏槽结构，且中心掏槽区设置中心掏槽孔1和辅助掏槽孔2的两段爆破，设置空孔3降低爆破振动，增大爆破自由面，再设置辅助孔4、周边孔5和底边孔6，合理布置炮孔，从而实现高效、低单耗的掏槽，并形成规整的掏槽轮廓，提高掏槽效率。采用该种方法可降低炸药单耗0.16kg/m³以上，炮孔利用率达90%以上。表1为改进前后掏槽爆破效果对照表。

表1 改进前后掏槽爆破效果对照表

本实施例中，所述中心掏槽孔1的孔径为40~50mm；每一辅助掏槽孔2孔径为40~50mm，且两两之间的间距为500~600mm；每一空孔3的孔径为40~50mm，且两两之间的间距为350~450mm。如此设置，一是为了最大程度保证爆破效果，减少施工量；二是为了确保施工质量，保证炮孔不易出现贯穿。

本实施例中，所述中心掏槽孔1的孔深为2.0~2.5m，所述中心掏槽孔1、辅助掏槽孔2和空孔3的孔深均超出所述辅助孔4、周边孔5和底边孔6的孔深20~30cm。如此设置，以确保掏槽区爆破效果，提高周边孔炮孔利用率。

本实施例中，所述空孔3扩孔至孔径为64~70mm，以增加爆破自由面。

本实施例中，所述辅助掏槽孔2设置为四个，对应的，所述空孔3设置为四个，且四个空孔3的连线呈方形设置。

为实现上述目的，本发明还提出一种巷道掘进变径掏槽方法，采用上述的一种巷道掘进变径掏槽结构，所述巷道掘进变径掏槽方法的步骤包括：

（1）凿孔：a.在巷道掘进作业面7的中部钻凿中心掏槽孔1，所述中心掏槽孔1的孔径为40~50mm；并以中心掏槽孔1为中心呈菱形布设四个辅助掏槽孔2，所述辅助掏槽孔2孔径为40~50mm，且两两之间的间距为500~600mm；

b.以两两辅助掏槽孔2的连线的中间位置布设四个空孔3，所述空孔3的孔径为40~50mm，且两两之间的间距为350~450mm；

c.再在辅助掏槽孔2的周围依次布设位于巷道掘进作业面7的中上部的若干个辅助孔4和若干个周边孔5，最后在巷道掘进作业面7的底部布设若干底边孔6；

（2）装药：所述中心掏槽孔1采用全孔装药，辅助掏槽孔2采用间隔装药，空孔3不装药；所述辅助孔4全孔装药，周边孔5间隔装药或者径向不耦合装药，底边孔6全孔装药；

（3）起爆：起爆顺序为中心掏槽孔1、辅助掏槽孔2、辅助孔4、周边孔5及底边孔6，起爆方式采用孔底反向起爆。

本实施例中，所述空孔3采用专用变径钻头进行扩孔，且所述空孔3扩孔后的孔径为64~70mm。

本实施例中，所述中心掏槽孔1、辅助掏槽孔2、辅助孔4、周边孔5及底边孔6均采用药卷8装药，且间隔装药的药卷8之间采用导爆索9连接。

本实施例中，所述中心掏槽孔1、辅助掏槽孔2、辅助孔4、周边孔5及底边孔6的孔口设置预定的堵塞长度，并采用炮泥10进行堵孔。

本实施例中，所述中心掏槽孔1和辅助掏槽孔2的孔口堵塞长度为40~50cm，辅助孔4、周边孔5和底边孔6的孔口堵塞长度为50~60cm。如此设置，掏槽区域装药量比周边要多，以确保掏槽爆破效果和降低炸药消耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种巷道掘进变径掏槽结构，其特征在于：包括中心掏槽孔、若干个辅助掏槽孔、若干个空孔、若干个辅助孔、若干个周边孔、以及若干个底边孔，所述中心掏槽孔位于巷道掘进作业面的中部，所述若干辅助掏槽孔以所述中心掏槽孔为中心并分布于中心掏槽孔的外周，且若干辅助掏槽孔的连线呈菱形设置，所述若干个空孔分布于两两辅助掏槽孔的连线的中间位置，所述若干个辅助孔和若干周边孔依次分布于所述若干辅助掏槽孔的周围且位于巷道掘进作业面的中上部，所述若干底边孔分布于巷道掘进作业面的底部。

2.根据权利要求1所述的一种巷道掘进变径掏槽结构，其特征在于：所述中心掏槽孔的孔径为40~50mm；每一辅助掏槽孔孔径为40~50mm，且两两之间的间距为500~600mm；每一空孔的孔径为40~50mm，且两两之间的间距为350~450mm。

3.根据权利要求1所述的一种巷道掘进变径掏槽结构，其特征在于：所述中心掏槽孔的孔深为2.0~2.5m，所述中心掏槽孔、辅助掏槽孔和空孔的孔深均超出所述辅助孔、周边孔和底边孔的孔深20~30cm。

4.根据权利要求1所述的一种巷道掘进变径掏槽结构，其特征在于：所述空孔扩孔至孔径为64~70mm。

5.根据权利要求1所述的一种巷道掘进变径掏槽结构，其特征在于：所述辅助掏槽孔设置为四个，对应的，所述空孔设置为四个，且四个空孔的连线呈方形设置。

6.一种巷道掘进变径掏槽方法，其特征在于：采用权利要求1至5任意一项所述的一种巷道掘进变径掏槽结构，所述巷道掘进变径掏槽方法的步骤包括：

（1）凿孔：a.在巷道掘进作业面的中部钻凿中心掏槽孔，所述中心掏槽孔的孔径为40~50mm；并以中心掏槽孔为中心呈菱形布设四个辅助掏槽孔，所述辅助掏槽孔孔径为40~50mm，且两两之间的间距为500~600mm；

b.以两两辅助掏槽孔的连线的中间位置布设四个空孔，所述空孔的孔径为40~50mm，且两两之间的间距为350~450mm；

c.再在辅助掏槽孔的周围依次布设位于巷道掘进作业面的中上部的若干个辅助孔和若干个周边孔，最后在巷道掘进作业面的底部布设若干底边孔；

（2）装药：所述中心掏槽孔采用全孔装药，辅助掏槽孔采用间隔装药，空孔不装药；所述辅助孔全孔装药，周边孔间隔装药或者径向不耦合装药，底边孔全孔装药；

（3）起爆：起爆顺序为中心掏槽孔、辅助掏槽孔、辅助孔、周边孔及底边孔，起爆方式采用孔底反向起爆。

7.根据权利要求6所述的一种巷道掘进变径掏槽方法，其特征在于：所述空孔采用专用变径钻头进行扩孔，且所述空孔扩孔后的孔径为64~70mm。

8.根据权利要求6所述的一种巷道掘进变径掏槽方法，其特征在于：所述中心掏槽孔、辅助掏槽孔、辅助孔、周边孔及底边孔均采用药卷装药，且间隔装药的药卷之间采用导爆索连接。

9.根据权利要求6所述的一种巷道掘进变径掏槽方法，其特征在于：所述中心掏槽孔、辅助掏槽孔、辅助孔、周边孔及底边孔的孔口设置预定的堵塞长度。

10.根据权利要求9所述的一种巷道掘进变径掏槽方法，其特征在于：所述中心掏槽孔和辅助掏槽孔的孔口堵塞长度为40~50cm，辅助孔、周边孔和底边孔的孔口堵塞长度为50~60cm。

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