[發明專利]大水礦山井巷掘進的炮孔設置方法及爆破方法

有效

• 申請號: 201610563598.4
• 申請日: 2016-07-18
• 公開（公告）號: CN106052494B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 翟會超;南世卿;胡巍巍
• 申請（專利權）人: 河北鋼鐵集團礦業有限公司
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;F42D3/04;E21D9/00;E21D11/10;E21D11/38
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 趙紅強

技術領域

本發明屬于礦山開采技術領域，尤其是一種大水礦山井巷掘進的炮孔設置方法及爆破方法。

背景技術

近年來，隨著易采礦體資源的不斷消耗，人們正將探索目標轉向復雜難采的地下資源。其中，大水環境礦山的鐵礦開采最為復雜，在其基建和未來生產過程中，始終面臨工作面涌水帶來的威脅。雖然通過工作面注漿、預注漿等治水技術將井巷工程圍巖的導水通道（斷層或裂隙）以水泥漿液、化學漿液進行了封堵，但井巷掘進時的爆破震動頻繁且強度較大，易于造成圍巖裂隙擴展或封堵凝固材料破損再次形成導水路徑，引發地下水涌入井巷工程，輕則威脅工作面人員、設備，重則引發數百立方每小時的突水事故使得整個地下工程和施工作業人員的生命安全面臨威脅。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種爆破安全的大水礦山井巷掘進的炮孔設置方法；本發明還提供了一種大水礦山井巷掘進的爆破方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取方法步驟為：

（1）井巷工程的工作面注漿治水后，將所有注漿孔進行掃孔，形成注漿掃孔；

（2）根據井巷工程的實際尺寸值和注漿參數，利用公式（I）計算周邊孔的數量：

（I）

式中：

n為周邊孔的數量，個；

C為工作面的周長，m；

m為周邊孔的布孔密集系數，取0.5～0.8；

W為周邊孔的抵抗線，m；

k為系數，取0.3～1；

R為注漿漿液的擴散半徑，m；

（3）所述周邊孔與注漿掃孔沿工程輪廓線均勻布置；

（4）按照掘進爆破布設其他工作面炮孔。

本發明爆破方法采用上述炮孔設置，將工作面炮孔進行分段同次起爆，周邊孔為第一段預先起爆。

本發明爆破方法一次爆破掘進進尺2m～4m。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明將井巷工程工作面注漿治水方案與工作面爆破掘進方案相結合，具體就是降注漿鉆孔和工作面（掌子面）爆破炮孔中的周邊孔相結合，結合注漿相關參數和工程尺寸優化設計爆破掘進的周邊孔。本發明利用注漿掃孔提供補充自由空間，運用爆破沖擊波理論，通過周邊孔的爆破作用，使得沖擊波向著臨近注漿掃孔空心及孔間連線徑向傳遞，在工程輪廓的周邊形成一條隔震帶；形成的隔震帶將阻隔后續段次爆破的沖擊波，有效防護工程輪廓之外的圍巖免受破壞，防止圍巖內部裂隙擴展發育，避免地下導水通道的形成，安全防護地下水突水事故，為井下施工生產提供安全保障；同時，因將注漿掃孔與周邊炮孔相結合，有效降低了周邊孔的布置數量，并減少裝藥量，降低了工程掘進成本。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明爆破前的注漿掃孔與周邊孔布設示意圖；

其中，a：相鄰兩個周邊孔1的孔距；

L：相鄰兩個注漿掃孔3的孔距；

r：主井井筒半徑；

圖2是本發明爆破后的阻隔帶示意圖。

圖中：周邊孔－1、工程輪廓線－2、注漿掃孔－3、隔震帶－4。

具體實施方式

圖1所示，經研究發現，對于大水礦山井下掘進工程，由于工程圍巖賦存地下水，以及圍巖斷層、裂隙等弱面的潛在導水通道，工程掘進施工前采用工作面止漿墊注漿、巖帽注漿或預注漿等手段沿工程輪廓線2布置鉆孔進行注漿封堵，注漿作業結束后，再對個別注漿孔掃孔檢查注漿封水效果。然后，在工作面（掌子面）上布置掏槽孔、輔助孔和周邊孔實施爆破開挖。圖1、2所示，綜合注漿與爆破掘進兩種工藝，發現可將注漿掃孔3與后續爆破掘進的周邊孔1相結合。即利用注漿孔進行掃孔形成的注漿掃孔3提供補充自由空間，運用爆破沖擊波理論，通過周邊孔1的爆破作用，使得沖擊波向著臨近注漿掃孔3空心及孔間連線徑向傳遞，受沖擊波拉伸破壞作用在工程輪廓的周邊形成一條隔震帶4，可阻隔后續爆破的沖擊波，有效保護圍巖不受損傷，避免突水事故。同時，降低周邊孔孔數，減少炸藥量，降低工程掘進成本。

經研究表明，本大水礦山井巷掘進的炮孔設置方法及爆破方法適用于注漿治水的井巷爆破掘進工程，注漿孔沿工程輪廓線2布設，周邊孔1密集系數0.5～0.8，短段掘進，一次爆破掘進進尺2m～4m。圖1、圖2是注漿掃孔、周邊孔布設位置和阻隔帶示意圖，圖1為井巷工程爆破實施前；圖2為經爆破作用后，使得沖擊波向著臨近注漿掃孔空心及孔間連線徑向傳遞，受沖擊波拉伸破壞作用在工程輪廓的周邊形成一條隔震帶。