CN205561688U - 一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构 - Google Patents

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张舒
熊国雄
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本实用新型公开了一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,用于地下金属矿山上向中深孔开采爆破,包括在采场区域中心布置的竖直孔以及围绕竖直孔布置的倾斜孔,所述竖直孔之间呈筒形分布,相向的倾斜孔之间孔距由上向下呈渐缩趋势,所述倾斜孔外围布置有辅助掏槽孔及边孔。本实用新型将筒形分布的竖直炮孔和楔形布置的倾斜孔组合,中心孔和空孔提供的自由面和补偿空间较大,达到掏槽中间岩石破碎的目的,倾斜孔以不同角度往中间筒形孔倾斜,能加强岩石的抛掷作用,减少岩石的夹制作用,极大增加中深孔掏槽爆破高度和分层循环作业高度,有效提高上向中深孔开采效率,整体炮孔利用率较高,爆落岩石大块率和粉矿率低,装岩效率高,提高了中深孔掏槽爆破效率。

Description

一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构
技术领域
本实用新型属于矿山爆破技术领域,具体涉及一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,用于地下金属矿山上向中深孔开采。
背景技术
我国金属矿床资源丰富,大多数采用地下开采,安全高效是地下金属矿山回采工艺追求的主要目标。中深孔爆破开采可以提高矿石回采强度、降低回采矿石损失和贫化、改善矿山经济效益,被认为是回采效率高、机械化程度高、安全性好的一种回采工艺,成为目前地下金属矿山的发展方向。地下矿山在进行大规模的中深孔回采爆破前,需要进行掏槽爆破,为后续回采爆破提供初始爆破自由面和补偿空间。掏槽爆破是中深孔爆破中的一项关键技术,掏槽爆破高度直接决定着中深孔分层循环高度和回采工艺效率。
目前,地下矿山中深孔掏槽爆破根据是否施工切割天井分为切割天井掏槽爆破和无切割天井掏槽爆破。切割天井掏槽爆破以切割天井为爆破的自由面和补偿空间,由于天井掘进效率不高,施工条件和安全性差,生产流程较长,因此切割天井掏槽爆破效率低下。无切割天井掏槽爆破通常采用直眼筒形掏槽爆破或斜眼楔形掏槽爆破。直眼筒形掏槽炮孔采用平行垂直布置方式,装药孔以中间的数个空孔为自由面和补偿空间,其爆破夹制性作用大,掏槽爆破高度通常低于5m,导致回采工艺效率低下。斜眼楔形掏槽爆破通常布置多排上向对称倾斜扇形孔,以下部空间为自由面下压式爆破,由于采用倾斜炮孔,掏槽高度受掏槽宽度和炮孔施工精度影响较大,且炮孔利用率较低,爆落岩石大块率和粉矿率较高,进一步降低了装岩效率,从而严重影响采矿的生产效率。
申请号为201410217431.3的中国专利公开了一种坚硬岩石巷道中深孔混合楔形切缝药包定向断裂掏槽爆破方法,其采用了一种多级掏槽孔组合的爆破孔布置结构,在掘进工作面布置若干对垂直楔形掏槽孔,掏槽孔中部设置直孔的形式,但是这类方法是应用于巷道掘进,并且要保护周边围岩的稳定性,避免坍塌,因此并不适用于竖向的上向中深孔爆破开采。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是:针对现有的上向中深孔掏槽爆破存在的掏槽爆破效率低下的缺陷,提供一种新型的上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,能够有效提高中深孔掏槽爆破效率,以适用地下金属矿山发展的需要。
本实用新型采用如下技术方案实现:
一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,包括在采场区域中心布置的竖直孔以及围绕竖直孔布置的倾斜孔,所述竖直孔呈筒形布置,所述倾斜孔与中间的竖直孔之间的孔距由上向下逐渐缩短,所述倾斜孔外围布置有辅助掏槽孔及边孔。
进一步的,所述竖直孔包括中心孔和空孔,以及围绕中心孔和空孔布置的竖直掏槽孔。
进一步的,所述空孔以中心孔为中心点,呈矩形布置。
进一步的,所述竖直掏槽孔包括一级掏槽孔和二级掏槽孔;
所述一级掏槽孔以中心孔为中心,呈菱形分布在空孔的外围;
所述二级掏槽孔以中心孔为中心,呈圆形分布在一级掏槽孔的外围。
进一步的,所述倾斜孔沿二级掏槽孔的四个象限点向外延伸布置。
进一步的,所述倾斜孔分别平行于二级掏槽孔四个象限点的切线布置1-3排,每排布置3-5个倾斜孔,孔排距为0.5-0.8m,每排倾斜孔形成一个楔面。
优选的,所述倾斜孔与水平方向呈80°-88°的倾角。
进一步的,所述辅助掏槽孔和边孔均为竖直孔,所述边孔沿采场区域边界布置,所述辅助掏槽孔填充布置在倾斜孔和边孔之间的区域。
在本实用新型中,所有孔的直径为45-70mm,其中竖直掏槽孔和倾斜孔的深度大于7m,并且该深度高于辅助掏槽孔和边孔的深度。
进一步的,所述中心孔和空孔为不装药孔,所述竖直掏槽孔、倾斜孔、辅助掏槽孔和边孔为装药孔。
本实用新型采用以上技术方案具有如下有益效果:
(1)一级掏槽孔的炸药起爆时,中心孔和空孔提供的自由面和补偿空间较大,达到掏槽中间岩石破碎的目的;
(2)二级掏槽孔与一级掏槽孔间隔一段起爆,可以有效利用一级掏槽孔爆破提供的自由面和补偿空间,减少岩石的夹制作用,加强破碎岩石的抛掷;
(3)往中间垂直掏槽孔方向倾斜的四个方向的四排倾斜孔形成一个锥体,将中间的竖直孔包围,能加强岩石的抛掷作用,减少岩石的夹制作用,极大增加中深孔掏槽爆破高度和分层循环作业高度,有效提高上向中深孔开采效率;
(4)炮孔利用率较高,爆落岩石大块率和粉矿率低,装岩效率高,提高了中深孔掏槽爆破效率。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为实施例中的水平面各个炮孔的布置图。
图2为实施例中的竖直剖视图,为各个炮孔的立面图。
图中标号:1-中心孔,2-空孔,3-一级掏槽孔,4-二级掏槽孔,5-倾斜孔,6-辅助掏槽孔,7-边孔。
具体实施方式
实施例
参见图1和图2,采场宽度L0=7200mm,本实施例在采场中部钻凿垂直于水平面的竖直孔,水平面按照方形或圆形布置成筒状,然后围绕竖直方向的竖直孔钻凿倾斜孔5,围绕倾斜孔钻凿辅助掏槽孔6和边孔7。
其中,位于倾斜孔中间的竖直孔包括一个中心孔1、四个围绕中心孔成矩形布置的空孔2、四个围绕中心孔成菱形布置的一级掏槽孔3和6-8个均匀布置在以中心孔为圆心的圆周上的二级掏槽孔4。
倾斜孔包括在采场四个方向布置的往竖直孔方向倾斜的倾斜孔5,倾斜孔5沿二级掏槽孔4的四个象限点向外延伸布置,倾斜孔5分别平行于二级掏槽孔四个象限点的切线布置1-3排,每排布置3-5个倾斜孔,孔排距为0.5-0.8m。
本实施例中的所有炮孔采用凿岩台车在采场内钻凿上向中深孔,其中炮孔直径为45-70mm,本实施例采用51mm直径炮孔,竖直孔和倾斜孔5的深度大于7m,一级掏槽孔3、二级掏槽孔4和倾斜孔5比外围的辅助掏槽孔6和边孔7深度大0.5m;竖直孔、辅助掏槽孔6和边孔7均为与水平线成90°角的垂直孔,倾斜孔5为与水平线成80°-88°角的倾斜孔,所有的倾斜孔以中心孔对称并呈倒锥体布置,每排倾斜孔形成一个朝中心孔斜向上的楔面,本实施例中最内层的倾斜孔倾角A1=87°,外两层倾斜孔倾角A2=88°。
在实施例中,中心孔1和空孔2均不装药,其余炮孔为装药孔;一级掏槽孔3的炸药起爆时,中心孔1和空孔2作为自由面和补充空间;倾斜孔5的作用是加强岩石的抛掷作用,将中间岩石抛出,确保掏槽效果。
所有炮孔一次爆破,装药孔装填粉状铵油炸药、导爆索和与导爆管连接的雷管后,用炮泥填塞孔口,填塞长度为1000mm;炮孔内的炸药采用普通毫秒导爆管雷管起爆,一级掏槽孔3采用1段起爆,二级掏槽孔4采用3段起爆。
具体的,筒形掏槽孔先起爆,倾斜掏槽孔以筒形掏槽为自由面起爆,一级掏槽孔3采用1段起爆,二级掏槽孔4采用3段起爆;掏槽爆破的起爆炮孔的数目、导爆管雷管段别和装药量如下表:
表1炮孔装药、起爆序列表
以上实施例描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点,本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内,本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,其特征在于:包括在采场区域中心布置的竖直孔以及围绕竖直孔布置的倾斜孔,所述竖直孔呈筒形布置,所述倾斜孔与中间的竖直孔之间的孔距由上向下逐渐缩短,所述倾斜孔外围布置有辅助掏槽孔及边孔。
2.根据权利要求1所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述竖直孔包括中心孔和空孔,以及围绕中心孔和空孔布置的竖直掏槽孔。
3.根据权利要求2所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述空孔以中心孔为中心点,呈矩形布置。
4.根据权利要求3所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述竖直掏槽孔包括一级掏槽孔和二级掏槽孔;
所述一级掏槽孔以中心孔为中心,呈菱形分布在空孔的外围;
所述二级掏槽孔以中心孔为中心,呈圆形分布在一级掏槽孔的外围。
5.根据权利要求4所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述倾斜孔沿二级掏槽孔的四个象限点向外延伸布置。
6.根据权利要求5所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述倾斜孔分别平行于二级掏槽孔四个象限点的切线布置1-3排,每排布置3-5个倾斜孔,孔排距为0.5-0.8m。
7.根据权利要求6所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述倾斜孔与水平方向呈80°-88°的倾角。
8.根据权利要求7所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述辅助掏槽孔和边孔均为竖直孔,所述边孔沿采场区域边界布置,所述辅助掏槽孔填充布置在倾斜孔和边孔之间的区域。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所有孔的直径为45-70mm,其中竖直掏槽孔和倾斜孔的深度大于7m,并且该深度高于辅助掏槽孔和边孔的深度。
10.根据权利要求9所述的一种上向中深孔掏槽爆破的炮孔布置结构,所述中心孔和空孔为不装药孔,所述竖直掏槽孔、倾斜孔、辅助掏槽孔和边孔为装药孔。
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