WO2023197391A1 - 一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法 - Google Patents
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Definitions
- the invention belongs to the technical field of underground mine blasting and excavation engineering, and specifically relates to a charging method for horizontal holes in underground mines. It is particularly suitable for use in charging horizontal holes in broken rock masses in underground mines, and can also be used in water diversion tunnels and highways. It is widely used in tunnels, railway tunnels and other underground space blasting and excavation projects.
- Blasting technology has been widely used in rock mass excavation projects. Ensuring the porosity of the blast holes will help increase the cycle footage.
- the explosive will disturb the wall of the blast hole and form a collapsed hole. At this time, it is difficult to clean out the stones in the blast hole. It is very dangerous to clean the blast hole, especially when the explosive roll is already installed.
- a collapsed hole if you continue to charge, it is easy to cause blind shots or even blast rejection, which not only affects the cycle footage, but also brings safety risks to post-explosion processing. Therefore, how to ensure continuous charging in the blast hole and ensure sufficient charging length is crucial to achieve the expected blasting effect and safe operation.
- the present invention provides a method for crushing rock mass in underground mines. Method of charging medium horizontal holes.
- the present invention is a charging method for horizontal holes in broken rock masses in underground mines, which is used for drilling blast holes in rock masses where rock crushing and hole formation are difficult and prone to hole collapse. And use the following steps to implement:
- the powder roll Under the protection of the hole protection casing, charge the blast hole, and load the powder roll into the blast hole from bottom to top; the powder roll generally uses an emulsified powder roll;
- the tube body of the hole protection casing is cut into a length, leaving an opening.
- the outer diameter of the hole protection casing is 4 to 6 mm smaller than the blast hole diameter
- the wall thickness of the hole protection casing is 1.8 to 2.2 mm
- the charge roll diameter is 1.8 to 2.2 mm.
- the inner diameter is 4 to 7 mm smaller than the bore protection casing.
- the length of the hole protection casing used is 2.2 ⁇ 2.6m
- the outer diameter of the pipe is 38 ⁇ 42mm
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- the opening width of the pipe body is 21 ⁇ 25mm
- the hole protection casing material is plastic.
- the diameter of the cannon stick is 20mm, the length is 2.5m, and the material is a solid plastic pipe.
- the method of the present invention not only improves the utilization rate of blast holes, but also increases the blasting cycle footage, reduces the unit consumption of civilian explosives, and thereby achieves the purpose of reducing production costs.
- the method of the present invention is not only suitable for application in charging horizontal holes in broken rock masses in underground mines, but is also suitable for applications in underground space blasting and excavation projects such as water diversion tunnels, road tunnels, railway tunnels, etc. where the rock mass is relatively difficult to break into holes.
- Figure 1 is a schematic front view of a hole-protecting charging structure used in a charging method for horizontal holes in broken rock masses in underground mines according to the present invention
- Figure 2 is a partial enlarged view of position A in Figure 1;
- Figure 3 is a schematic top view of a hole-protecting charging structure used in a charging method for horizontal holes in broken rock masses in underground mines according to the present invention
- Figure 4 is a schematic front view of a hole protection casing cap used in a charging method for horizontal holes in broken rock masses in underground mines according to the present invention
- Figure 5 is a schematic diagram of a hole protection casing used in a method of charging horizontal holes in broken rock masses in underground mines according to the present invention.
- the reference numbers are: 1-rock; 2-blast hole; 3-hole protection casing; 4-tube cap; 5-powder roll; 6-millisecond detonator detonator; 7-gun mud; 8-gun stick.
- Design blasting parameters based on the geological conditions of rock 1 (surrounding rock) on the working surface. Some design parameters are: diameter of blast hole 2 is 45mm, diameter of charge coil 5 is 32mm, length of charge coil 5 is 31cm, and each charge is 300g.
- the detonator detonator 6 is inserted into the lowermost charge roll 5 in the blast hole 2.
- the detonator detonator 6 adopts a millisecond detonator detonator (millisecond detonator detonator detonates in stages), and the energy gathering hole of the detonator detonator 6 faces the blast hole.
- the detonating cord of detonator 6 passes out of blast hole 2
- the depth of blast hole is 2.3m
- the charge of blast hole is 1200g (4 powder rolls)
- powder roll 5 adopts emulsified powder roll.
- the method of the present invention was tested in a blasting and excavation project of a large-scale underground iron mine.
- the underground iron mine had local rock mass fragmentation, poor lithology, and difficulty in hole formation.
- the experimental research results showed that the present invention can maintain the blast hole during the charging process.
- the integrity of the blast hole prevents hole collapse during the charging process and ensures that the length and depth of the charge in the hole meet the design requirements. While improving the utilization rate of the blast hole, it also increases the blasting cycle footage, reduces the unit consumption of civilian explosives, and then It achieves the purpose of reducing production costs and ensures mine production safety, achieving unexpected technical effects.
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Abstract
本发明公开了一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法，将管帽(4)套在护孔套管(3)的前端，护孔套管(3)开口朝下插入炮孔(2)；导爆管雷管(6)插入药卷(5)；用炮棍(8)将药卷(5)分别装入炮孔(2)；药卷(5)装入结束后用炮棍(8)顶住药卷(5)，此时缓慢抽出护孔套管(3)；护孔套管(3)全部抽出后，用炮泥(7)堵塞炮孔(2)；炮孔(2)装药结束后，按设计方案起爆。本发明可以在装药过程中维持炮孔的完整性，防止装药过程中出现塌孔，确保孔内的装药长度与装药深度符合设计要求，在提高炮孔利用率的同时，增加爆破循环进尺，降低民用爆炸物品单耗，进而达到降低生产成本的目的，确保了矿山生产安全。
Description
本发明属于地下矿山爆破掘进工程技术领域，具体涉及一种用于地下矿山水平孔的装药方法，特别适合在地下矿山破碎岩体中的水平孔装药中应用，也可以在引水隧洞、公路隧道、铁路隧道等地下空间爆破掘进工程中推广应用。
爆破技术在岩体开挖工程中得到了广泛应用，保证炮孔的成孔率有助于循环进尺的增加，但在岩体比较破碎的情况下，由于多次采用炮棍往炮孔内送药，对炮孔壁造成扰动从而形成塌孔，此时很难将炮孔中的石块清理出来，特别是在已经装有药卷的情况下进行炮孔清理作业是非常危险的。在塌孔的情况下，如果继续装药，容易产生盲炮甚至是拒爆，不仅影响循环进尺，而且对爆后处理带来了安全隐患。因此，如何保证炮孔内的连续装药，确保足够的装药长度，对达到预期的爆破效果和安全作业至关重要。
发明内容
为了在破碎岩体中按爆破设计参数进行装药，避免装药过程中出现塌孔，确保足够的装药长度，使爆破效果达到预期的目标，本发明提供一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法。
为实现本发明的上述目的，本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法，用于岩石破碎、成孔难度大且容易出现塌孔的岩体中钻凿炮孔，并采用以下步骤实施：
1)根据作业面岩石的地质条件进行爆破参数设计，根据设计参数进行凿岩穿孔作业；
2)在穿孔深达到设计的炮孔深度后，缓慢抽出钎杆，避免钎杆抽出过程中扰动炮孔孔壁引起塌孔；
3)钎杆抽出后，用提前准备好的护孔套管缓慢插入炮孔内，直 至孔底；在护孔套管插入炮孔前，应将管帽套在护孔套管的前端，有利于防止护孔套管插入炮孔过程中，塌落的石块进入护孔套管中；
4)在护孔套管的保护下，进行炮孔装药，将药卷自下而上装入到炮孔内；所述的药卷一般采用乳化药卷；
5)炮孔达到设计装药量后，用炮棍顶住药卷，并缓慢抽出护孔套管，护孔套管循环利用；
6)护孔套管完全抽出后，取出炮棍，用炮泥堵塞炮孔；
7)所有炮孔装药结束后，按设计方案起爆。
为了便于抽出套管，所述的护孔套管的管体通长切开、留有开口。
为便于装药并使爆孔参数、装药量保持最佳，所述的护孔套管外径比炮孔直径小4～6mm，护孔套管管壁厚度1.8～2.2mm，药卷直径比护孔套管内径小4～7mm。
一般情况下，所术的护孔套管长2.2～2.6m，管外径38～42mm，管壁厚度1.8～2.2mm，管体开口宽度为21～25mm，护孔套管材质为塑料。
在实际应用中，所述的炮棍直径为20mm，长度2.5m，材料为实心塑料管。
为保证爆破效果，采用炮泥将炮孔的剩余未装药部分全部填满为佳。
本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
(1)试验研究表明，本发明方法可以在破碎岩体中的水平孔的装药过程中维持炮孔的完整性，防止装药过程中出现塌孔，确保孔内的装药长度与装药深度符合设计要求，确保了矿山生产安全。
(2)本发明方法在提高炮孔利用率的同时，增加爆破循环进尺，降低民用爆炸物品单耗，进而达到降低生产成本目的。
(3)本发明方法采用的护孔套管、炮棍皆可以循环使用，从而 大大降低使用成本。
(4)本发明方法不仅适合在地下矿山破碎岩体中的水平孔装药中应用，同样适用于岩体比较破碎成孔困难的引水隧洞、公路隧道、铁路隧道等地下空间爆破掘进工程应用。
图1是本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法采用的护孔装药结构正视示意图；
图2是图1中A位置局部放大图；
图3是本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法采用的护孔装药结构俯视示意图；
图4是本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法使用的护孔套管管帽正视示意图；
图5是本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法使用的护孔套管示意图。
附图标记为：1-岩石；2-炮孔；3-护孔套管；4-管帽；5-药卷；6-毫秒导爆管雷管；7-炮泥；8-炮棍。
为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法做进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
由图1所示的本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法采用的护孔装药结构正视示意图并结合图2、图3、图4、图5看出，本发明一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法，采用以下步骤实施：
(1)根据作业面岩石1(围岩)地质条件进行爆破参数设计，部分设计参数为：炮孔2的直径45mm，药卷5的直径32mm，药卷5长度31cm、每支药量300g，导爆管雷管6插入炮孔2内最下部的药 卷5，导爆管雷管6采用毫秒导爆管雷管(毫秒导爆管雷管分段起爆)，导爆管雷管6聚能穴朝向炮孔2孔口方向，导爆管雷管6的导爆索穿出炮孔2外，炮孔深度2.3m，炮孔装药量1200g(4支药卷)，药卷5采用乳化药卷。
(2)准备护孔套管3，管长2.4m，管外径40mm，管壁厚度2mm，管体开口宽度23mm。
(3)准备炮棍8，炮棍8直径20mm、长度2.5m。
(4)自制管帽4，管帽4内径40mm，外径43mm，厚度1.5mm。
(5)在护孔套管3前端套上一个管帽4，防止护孔套管3在插入炮孔2时塌落的石块进入护孔套管3内，影响装药长度。
(5)在岩性较差的区域进行凿岩时，当凿岩深度达到设计深度后，缓慢抽出钎杆，将护孔套管3(管体开口方向朝下)缓慢插入炮孔，直至孔底。
(6)在护孔套管3的保护下，对炮孔2进行装药。
(7)达到设计装药量后，用炮棍8顶住炮孔内的药卷5，此时缓慢抽出护孔套管3(护孔套管3循环利用)。
(8)护孔套管3完全抽出后，取出炮棍8，用炮泥7堵塞炮孔2。
(9)所有炮孔2装药结束后，按设计方案起爆。
本发明方法在某大型地下铁矿爆破掘进工程进行试验，该地下铁矿出现局部岩体破碎、岩性较差、成孔困难，试验研究结果表明，本发明可以在装药过程中维持炮孔的完整性，防止装药过程中出现塌孔，确保孔内的装药长度与装药深度符合设计要求，在提高炮孔利用率的同时，增加爆破循环进尺，降低民用爆炸物品单耗，进而达到降低生产成本的目的，并确保了矿山生产安全，起到了意想不到的技术效果。
Claims (5)
- 一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法，用于岩石(1)破碎、成孔难度大且容易出现塌孔的岩体中钻凿炮孔(2)，其特征在于采用以下步骤实施：1)根据作业面岩石(1)的地质条件进行爆破参数设计，根据设计参数进行凿岩穿孔作业；2)在穿孔深达到设计的炮孔(2)深度后，缓慢抽出钎杆，避免钎杆抽出过程中扰动炮孔(2)孔壁引起塌孔；3)钎杆抽出后，用提前准备好的护孔套管(3)缓慢插入炮孔(2)内，直至孔底；所述的护孔套管(3)的前端套有管帽(4)；4)在护孔套管(3)的保护下，进行炮孔(2)装药，将药卷(5)自下而上装入到炮孔(2)内，导爆管雷管(6)插入或捆绑在炮孔(2)内最下部的药卷(5)上，导爆管雷管(6)聚能穴朝向炮孔(2)孔口方向；5)炮孔(2)达到设计装药量后，用炮棍(8)顶住药卷(5)，并缓慢抽出护孔套管(3)；6)护孔套管(3)完全抽出后，取出炮棍(8)，用炮泥(7)堵塞炮孔(1)；7)所有炮孔(1)装药结束后，按设计方案起爆。
- 如权利要求1所述的一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法，其特征在于：所述的护孔套管(3)的管体通长切开、留有开口。
- 如权利要求2所述的一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法，其特征在于：所述的护孔套管(3)外径比炮孔(1)直径小4～6mm，护孔套管(3)管壁厚度1.8～2.2mm，药卷(5)直径比护孔套管(3)内径小4～7mm。
- 如权利要求3所述的一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的 装药方法，其特征在于：所术的护孔套管(3)长2.2～2.6m，管外径38～42mm，管壁厚度1.8～2.2mm，管体开口宽度为21～25mm，护孔套管(3)材质为塑料。
- 如权利要求4所述的一种用于地下矿山破碎岩体中水平孔的装药方法，其特征在于：在护孔套管(3)插入炮孔(2)前，应将管帽(4)套在护孔套管(3)的前端，有利于防止护孔套管(3)插入炮孔(2)过程中，塌落的石块进入护孔套管(3)中；在护孔套管(3)完全抽出并取出炮棍(8)后，采用炮泥(7)将炮孔(2)的剩余未装药部分全部填满，以保证爆破效果。
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