[發明專利]硬巖快速開掘天井爆破設計方法

有效

• 申請號: 201610568150.1
• 申請日: 2016-07-19
• 公開（公告）號: CN106089212B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 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: E21D1/00
• 分類號: E21D1/00
• 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

本發明涉及一種礦山開掘技術，尤其是一種硬巖快速開掘天井爆破設計方法。

背景技術

近年來，冶金礦山經濟環境整體下滑，鐵精粉價格斷崖式下跌，國際巨頭逆勢增產。為擺脫對外礦體資源的依賴，我國正加快步伐推進大規模高效開采技術的研究。然而，為了超大能力開采所需采礦方法中的切割天井、充填天井及措施井等工程的爆破開掘技術還沒有明顯的改進。尤其是對硬巖、夾制性較大的礦巖條件，爆破技術在一些礦山的應用仍沿用傳統的單一爬罐法、VCR法、下向短掘法等，阻礙了施工速度。

常規深孔掘天井的方法有兩類，一是空孔掏槽法，二是漏斗爆破法。空孔掏槽需要鉆鑿很多空孔提供側向自由爆破空間，深孔鉆鑿效率低，而且偏心率很難掌控；漏斗爆破法工藝復雜，需要對裝藥、填砂等工序反復測量，易造成堵孔現象，分層炮孔多、爆破連線要求高，最后一次爆破安全性差，分層分次爆破次數多。常規潛孔掘天井的爆破方法有吊罐法、爬罐法、下向掘進法，開掘速度比照深孔掘井法慢、且安全性差。

因此，需要一種適應于硬巖條件下的快速爆破開掘天井技術來滿足未來礦山大規模開采的協同要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種硬巖快速開掘天井爆破設計方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：（1）在擬開掘天井工作面的中心位置下向鉆爆破中心孔，再以爆破中心孔為中心的圓周上鉆若干空孔；

（2）爆破中心孔采用VCR法實施中心單孔分次爆破，形成中心導硐；

（3）以中心導硐為自由空間，利用側向崩落炮孔實施分段同次側向爆破快速掘井；所述側向崩落炮孔布置的圈徑按照式（I）計算，孔數按照式（II）計算；

（I）

（II）

式中：i=1、2、3...n；

k為礦巖松散系數；

D_i側向崩落炮孔的第i圈圈徑，m；

D₀表示與爆破中心孔平行的空孔的圈徑，為0.8m～1.2m；

N_i為各圈側向崩落炮孔的個數；

m為密集系數，取1～2。

本發明所述步驟（1）中，爆破中心孔的直徑為120mm～150mm，在400mm～600mm的圓周上鉆4～6個與爆破中心孔豎向平行且同孔徑的空孔。

本發明所述步驟（2）中，爆破時的單次裝藥長度700mm～900mm，藥包埋置深度800mm～1500mm，單次爆破層高為1.5m～2m。

本發明所述步驟（2）中，經過10～15次爆破可形成20m～30m深的導硐。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明根據擬施工開掘天井輪廓尺寸，先在天井中心鉆設爆破炮孔（爆破中心孔及空孔），利用下部空間自由面和周圍孔的補償空間采用VCR法爆破中心孔快速形成天井中心導硐，然后利用中心導硐外側炮孔實施側向爆破一次成井；可實現快速開掘切割天井、充填天井及措施井等簡易豎井工程；本方法開掘的切割天井可為井下礦石大規模協同開采創造基礎條件，保障礦石供給速度。

本發明綜合了深孔法中空孔掏槽和漏斗爆破法的優點，以中心孔爆破快速在天井中心處形成導硐，然后利用外圈側向深孔一次側向爆破崩落成井，有效地縮短了成井時間，安全性和高效性均較常規方法好。

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是本發明爆破炮孔布設示意圖；

圖2是本發明側向炮孔布設圈示意圖。

圖中：1－爆破中心孔；2－空孔；3－側向崩落炮孔；D₀－與爆破中心孔平行的空孔的圈徑；D₁－第一圈側向崩落炮孔的圈徑；D₂－第二圈側向崩落炮孔的圈徑；D₃－第三圈側向崩落炮孔的圈徑。

具體實施方式

本硬巖快速開掘天井爆破設計方法適用于硬巖簡易天井（長度20m～30m）的爆破掘進工程；圖1、2所示，本方法步驟為：（1）在擬開掘天井工作面的中心位置下向鉆120mm～150mm直徑的爆破中心孔1；再以爆破中心孔1為中心，在半徑400mm～600mm的圓周上鉆4～6個與爆破中心孔1豎向平行的空孔2，空孔2與爆破中心孔1孔徑相同。