CN114993126B - 一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，具体涉及矿山施工技术领域，其包括以下步骤：施工中心孔O；以中心孔O为圆心，分别施工三个同心圆，圆1半径为0.32m，圆2半径为0.55m，圆3半径为1.0m；在圆1界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆1界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆2界线上北偏东30°方向位置施工一个炮孔，之后每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆3界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆3界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔。本发明可以提高天井掘进效率、降低天井掘进成本、降低劳动强度、提升矿山安全生产水平。
Description
技术领域
本发明涉及矿山施工技术领域，尤其涉及一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法。
背景技术
切割天井是为初期爆破提供自由面的必备环节也是采场衔接的重要保障，天井施工的质量直接决定了后期爆破效果的好坏，天井施工的速度直接决定了采场衔接的稳定。传统的矿山企业采用反井钻施工天井，该工艺虽然比吊罐法安全，但是由于设备庞大，来回搬运困难、施工准备时间长，加上金属矿山岩石硬度大，导致作业时间很长，时常制约采场衔接，同时施工费用高昂，不利于矿山长期、稳定发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，包括以下步骤：
S1、施工中心孔O；
S2、以中心孔O为圆心，分别施工三个同心圆，圆1半径为0.32m，圆2半径为0.55m，圆3半径为1.0m；
S3、在圆1界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆1界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆2界线上北偏东30°方向位置施工一个炮孔，之后每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆3界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆3界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；
S4、为炮孔编号，中心孔O的编号为1，以1号孔为中心：圆1上的炮孔以6点钟方向的孔为起点，顺时针方向依次编号K1~K6，圆2上的炮孔以7点钟方向的孔为起点，顺时针方向依次编号为2~7，圆3上的炮孔以6点钟方向的孔为起点，顺时针相仿依次编号为8~13，其中1~13号孔为装药孔，K1~K6为空孔；
S5、通过装药器利用风压把粒状铵油炸药打入孔内，利用导爆索与毫秒雷管非电复式起爆网路爆破，空口孔底双起爆，孔底装起爆蛋，孔口装φ70mm乳化炸药，由两发同段雷管起爆；
S6、中心1号孔首先起爆，第二圈炮孔2号和3号孔同段首先起爆，然后6号和7号、4号和5号顺次起爆，第三圈炮孔根据第二圈的起爆顺序逆时针依次起爆。
优选的，所述步骤S4中，1号炮孔直径为100mm，孔深为12~15m，2~13号孔直径为76mm。
优选的，所述步骤S4中：K1~K6号炮孔直径为120mm。
优选的，所述步骤S5中：1号孔铺设单导爆索，2~13号炮孔不铺设单导爆索，炮孔装药完毕后用炮泥加强堵塞。
优选的，所述步骤S5中：1~7号堵塞位置距离孔口为1.0m，8~13号炮孔堵塞位置距离孔口2.0m间隔堵塞。
优选的，所述步骤S6中，中心孔与第二圈延期时间差为2475ms，第二圈与第三圈延期时间差为500ms。
优选的，所述步骤S5中，装药填装密度不低于4.0kg/m，孔口预留长度不低于0.8m。
优选的，在装药时确保风压在4kg以上，炸药粘度在2.0以上。
本发明的有益效果为：
本发明通过设计增加补偿空间，使得在爆破施工时，减少了需要施工的孔数，节约了成本，并且减少了拒爆孔的数量，进一步减少了成本的浪费，而且爆破效果更佳，为后续的施工提供了便利，且用时更短，增加了掘进的效率，本发明可以提高天井掘进效率、降低天井掘进成本、降低劳动强度、提升矿山安全生产水平。
附图说明
图1为本发明中的炮孔位置示意图；
图2为本发明中的雷管段位示意图；
图3为本发明中的装药结构示意图；
图4为本发明中对比例1的炮孔设计示意图；
图5为本发明中对比例1的雷管段位示意图；
图6为本发明中对比例1的装药结构示意图；
图7为本发明中对比例2的炮孔设计示意图；
图8为本发明中对比例2的雷管段位示意图；
图9为本发明中对比例2的装药结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例
如图1~3所示，一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，包括以下步骤：
S1、施工中心孔O；
S2、以中心孔O为圆心，分别施工三个同心圆，圆1半径为0.32m，圆2半径为0.55m，圆3半径为1.0m；
S3、在圆1界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆1界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆2界线上北偏东30°方向位置施工一个炮孔，之后每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆3界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆3界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；
其中，炮孔偏斜率不超过0.5°；
S4、为炮孔编号，中心孔O的编号为1，以1号孔为中心：圆1上的炮孔以6点钟方向的孔为起点，顺时针方向依次编号K1~K6，圆2上的炮孔以7点钟方向的孔为起点，顺时针方向依次编号为2~7，圆3上的炮孔以6点钟方向的孔为起点，顺时针相仿依次编号为8~13，其中1~13号孔为装药孔，K1~K6为空孔；
其中，1号炮孔直径为100mm，孔深为12~15m，2~13号孔直径为76mm；K1~K6号炮孔直径为120mm；
S5、通过装药器利用风压把粒状铵油炸药打入孔内，利用导爆索与毫秒雷管非电复式起爆网路爆破，空口孔底双起爆，孔底装起爆蛋，孔口装φ70mm乳化炸药，由两发同段雷管起爆；
其中，1号孔铺设单导爆索，2~13号炮孔不铺设单导爆索，炮孔装药完毕后用炮泥加强堵塞；1~7号堵塞位置距离孔口为1.0m，8~13号炮孔堵塞位置距离孔口2.0m间隔堵塞；装药填装密度不低于4.0kg/m，孔口预留长度不低于0.8m；装药时确保风压在4kg以上，炸药粘度在2.0以上；
S6、中心1号孔首先起爆，第二圈炮孔2号和3号孔同段首先起爆，然后6号和7号、4号和5号顺次起爆，第三圈炮孔根据第二圈的起爆顺序逆时针依次起爆；
其中，中心孔与第二圈延期时间差为2475ms(2500ms-25ms)，第二圈与第三圈延期时间差为500ms(4000ms-3500ms)。
本实施例在爆破施工过程中：
1、作业时加强采场顶板边帮的松石检查处理，必要时进行相关的支护后施工炮孔；
2、严格按现场所制定的炮孔施工方案进行施工，确保施工精度；
3、采场爆破后，必须处理顶板松石、确保安全后才能进行出矿作业，出矿前应在采场内安装照明设施；
4、爆破后采场空场高度较大，为保证顶板稳固，手钻崩矿必须采用光面爆破，并对顶板进行锚网支护；
5、加强现场安全管理，要协调好与周边采场的放炮作业关系。
本实施例的试验效果：
经观察发现，掏槽区域可以形成较好的切割槽空区，天井高12.1m，直径1.96m，爆破块度均匀合适，爆破效果较好。
如图1~2所示，本发明中的K1~K6号空孔为爆破补偿孔，补偿系数计算公式为：
由下表：
对照可知，爆破补偿系数＞1.446，满足目标。
如图4~6所示，本对比例包括以下施工步骤：
S1、炮孔设计：
掏槽方式采用双区掏槽，共计22个炮孔，全部为垂直炮孔，孔深12.5m；其中10个炮孔 (K1~K10)为空孔，直径140mm；1~12号炮孔为装药孔，其中1~4号炮孔直径100mm，5~12号炮孔直径76mm；天井直径为2m，设计深度12.5m；
S2、爆破设计：
装药孔12个，总孔深157m；雷管段次设计如右图所示，1号、2号依次起爆，3号和4号再响，5号和12号同段首先起爆，然后6号和7号、8号和9号、10号和11号顺次起爆；1号、2号采用MS2#、MS6#，周边孔第一响为3号孔HS6#，内外圈延期时间差为2350ms(2500ms-150ms)；
S3、装药：
采用装药器利用风压把粒状铵油炸药打入孔内，导爆索与毫秒雷管非电复式起爆网路爆破，空口孔底双起爆，孔底装起爆蛋，孔口装φ70mm乳化炸药，由两发同段雷管起爆，1~4号炮孔全长铺设单导爆索，炮孔装药完毕后用炮泥堵塞好，堵塞位置距离孔口为0.8m，5~12号炮孔堵塞位置距离孔口1.2m间隔堵塞；
其中，本对比例的施工安全与爆破施工安全要求与实施例1中的要求相同；
本对比例的试验效果：
爆破结束后进行实测，成井深度达到12m，直径1.9m，掏槽区域可以形成较好的切割槽空区，天井深度较深，爆破块度较均匀，成井效果较好；有穿孔现象：由于现场打孔存在偏斜问题，4号装药孔与K1空孔和5号装药孔、8号装药孔与K5空孔有穿孔的情况；有拒爆现象：9号、10号装药孔未起爆，由于延期时间较长，先爆孔产生的震动会将后爆孔的起爆药包、炸药从孔内震落，导致后爆孔未起爆；井口口门处有超爆现象：成井后在井口有“喇叭口”，本次爆破内圈孔口抵抗线为0.8m，外圈孔口抵抗线为1.2m，外圈孔口抵抗线小了。
如图7~9所示，本对比例包括以下施工步骤：
S1、炮孔设计：
掏槽方式采用单区掏槽，共计21个孔，全部为垂直炮孔，其中6个炮孔(K1~K6)为空孔，直径为140mm；1~13号炮孔为装药孔，其中1号炮孔直径为100mm，2~13号炮孔直径为76mm；设计天井直径为2m，深度12.5m；
S2、爆破设计：
爆破总孔数13个，总孔深180m；雷管段次设计见右图，中心1号φ100mm装药孔首先起爆，第二圈炮孔6号和7号孔同段首先起爆，然后2号和3号、4号和5号顺次起爆；第三圈炮孔根据第二圈的起爆顺序逆时针依次起爆；中心孔与第二圈延期时间差为2475ms(2500ms-25ms)，第二圈与第三圈延期时间差为500ms(4000ms-3500ms)；
S3、装药：
通过装药器利用风压把粒状铵油炸药压入孔内，导爆索与毫秒雷管非电复式起爆网路爆破，空口孔底双起爆，孔底装起爆蛋，孔口装φ70mm乳化炸药，由两发同段雷管起爆；本次试验所有炮孔全长铺设单导爆索，炮孔装药完毕后用炮泥加强堵塞；1~7号堵塞位置距离孔口为0.8m，8~13号炮孔堵塞位置距离孔口增加到1.5m间隔堵塞；
其中，本对比例的施工安全与爆破施工安全要求与实施例1中的要求相同；
本对比例的试验效果：
经现场观察并实测，掏槽区域可以形成较好的切割槽空区，井高12m，直径1.95m，爆破块度较碎，掏槽爆破效果较好；有穿孔现象，6号装药孔与K4空孔、7号装药孔与K4空孔有穿孔的情况；φ140mm的空孔不能一次成孔，需要先用φ100mm的钻头成孔，然后用φ140mm的扩孔钻头扩孔，工序繁琐，效率较低。
实施例1、对比例1与对比例2的孔径组合、布孔参数、孔数、成本、用时、爆破效果和拒爆孔数对比结果见下表：
由上表可知，本发明不仅工艺简单、爆破效果好、成本最低，而且效率最高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、施工中心孔O；
S2、以中心孔O为圆心，分别施工三个同心圆，圆1半径为0.32m，圆2半径为0.55m，圆3半径为1.0m；
S3、在圆1界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆1界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆2界线上北偏东30°方向位置施工一个炮孔，之后每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；在圆3界线上正北方向施工一个炮孔，之后在圆3界线上每间隔角度60°施工一个炮孔，共六个炮孔；
S4、为炮孔编号，中心孔O的编号为1,以1号孔为中心：圆1上的炮孔以6点钟方向的孔为起点，顺时针方向依次编号K1~K6，圆2上的炮孔以7点钟方向的孔为起点，顺时针方向依次编号为2~7，圆3上的炮孔以6点钟方向的孔为起点，顺时针相仿依次编号为8~13，其中1~13号孔为装药孔，K1~K6为空孔；
S5、通过装药器利用风压把粒状铵油炸药打入孔内，利用导爆索与毫秒雷管非电复式起爆网路爆破，空口孔底双起爆，孔底装起爆蛋，孔口装φ70mm乳化炸药，由两发同段雷管起爆；
S6、中心1号孔首先起爆，第二圈炮孔2号和3号孔同段首先起爆，然后6号和7号、4号和5号顺次起爆，第三圈炮孔根据第二圈的起爆顺序逆时针依次起爆，具体为11号和12号、13号和8号、9号和10号顺次起爆。
2.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，1号炮孔直径为100mm，孔深为12~15m，2~13号孔直径为76mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S4中：K1~K6号炮孔直径为120mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S5中：1号孔铺设单导爆索，2~13号炮孔不铺设单导爆索，炮孔装药完毕后用炮泥加强堵塞。
5.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S5中：1~7号堵塞位置距离孔口为1.0m，8~13号炮孔堵塞位置距离孔口2.0m间隔堵塞。
6.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，中心孔与第二圈延期时间差为2475ms，第二圈与第三圈延期时间差为500ms。
7.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，炮孔偏斜率不超过0.5°。
8.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S5中，装药填装密度不低于4.0kg/m，孔口预留长度不低于0.8m。
9.根据权利要求1所述的一种用于采场内部结构自由补偿空间爆破孔施工方法，其特征在于，所述步骤S5中，在装药时确保风压在4kg以上，炸药粘度在2.0以上。
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