[發(fā)明專利]一種豎井深孔大循環(huán)爆破施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011472275.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112595190B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊仁樹(shù);楊立云;鄭昌達(dá);王青海;李紅輝;楊永軍;王秀會(huì);李芹濤;李明輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）;金誠(chéng)信礦業(yè)管理股份有限公司;北京科技大學(xué);萊州匯金礦業(yè)投資有限公司
• 主分類號(hào): F42D1/00
• 分類號(hào): F42D1/00;F42D3/04
• 代理公司: 北京中知星原知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11868
• 代理人: 艾變開(kāi)

本發(fā)明涉及一種豎井深孔大循環(huán)爆破施工方法，包括：設(shè)計(jì)掏槽眼、輔助眼、長(zhǎng)周邊眼、短周邊眼的相關(guān)爆破參數(shù)；在豎井井筒中心布置并施工第一圈掏槽眼；在第一圈掏槽眼外圍布置并施工至少一圈輔助眼；在輔助眼外圍布置并施工倒數(shù)第二圈長(zhǎng)周邊眼；在倒數(shù)第二圈長(zhǎng)周邊眼外圍布置并施工倒數(shù)第一圈短周邊眼；在掏槽眼、輔助眼、長(zhǎng)周邊眼、短周邊眼內(nèi)進(jìn)行反向裝藥，按照掏槽眼?輔助眼?長(zhǎng)周邊眼?短周邊眼的順序，完成全斷面一次起爆，完成豎井井筒單次循環(huán)爆破施工，進(jìn)入下一工序。本發(fā)明的豎井深孔大循環(huán)爆破方法設(shè)計(jì)兩圈周邊眼，從而實(shí)現(xiàn)了周邊成型質(zhì)量控制，解決了傳統(tǒng)周邊眼集中裝藥帶來(lái)的超欠挖現(xiàn)象，保證了豎井大循環(huán)的安全高效施工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦山豎井的施工方法，尤其是豎井的爆破施工方法，具體為一種豎井深孔大循環(huán)爆破施工方法。

背景技術(shù)

豎井建設(shè)作為礦山建設(shè)的一期工程，是連接地面與井下的咽喉通道，屬前期資金投入階段，盡快縮短其建設(shè)周期對(duì)于礦山企業(yè)來(lái)說(shuō)舉足輕重。鉆孔爆破法是目前豎井井筒掘開(kāi)挖的主要方法。

隨著淺層礦石資源的充分勘察與開(kāi)發(fā)，淺部地層資源日益減少，我國(guó)目前有大批礦山進(jìn)入深部開(kāi)采模式，預(yù)計(jì)未來(lái)15年我國(guó)較多礦山開(kāi)采將進(jìn)入到1000～1500m深度，部分礦山開(kāi)采將進(jìn)入到1500～2500m深度。隨著建井深度的提高，傳統(tǒng)的3～5m的掘進(jìn)施工段高循環(huán)將不再匹配千米深井建設(shè)需求，6m深孔乃至更深的大循環(huán)爆破方法將勢(shì)必取代傳統(tǒng)工藝。但是，如果只是在傳統(tǒng)工藝的基礎(chǔ)上，單純的加深炮眼深度至6m，將會(huì)帶來(lái)井幫下部超挖、井幫上部欠挖、混凝土耗量增加等諸多問(wèn)題。這是由于在打眼過(guò)程中，需要預(yù)留一定的空幫距。當(dāng)空幫距預(yù)留過(guò)小，會(huì)影響周邊眼的鉆孔作業(yè)；當(dāng)空幫距預(yù)留過(guò)大，則存在較大的片幫風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)井下作業(yè)人員的安全產(chǎn)生重大威脅。基于安全方面考慮，當(dāng)前豎井井筒空幫距預(yù)留較小，一般為1m左右；然而，在豎井6m深孔大循環(huán)爆破中，豎井施工釬桿長(zhǎng)度在 6.5m左右，每循環(huán)鉆孔深度達(dá)6m。常規(guī)豎井井壁厚度一般為400mm，此時(shí)，釬桿長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于空幫距，這導(dǎo)致周邊眼鉆孔必須以一定的角度向井筒外側(cè)偏斜。

具體參見(jiàn)圖1～圖3，圖1為豎井工作面剖面圖，圖1中位置的巖體是豎井井筒爆破開(kāi)挖的目標(biāo)巖體，爆破掘進(jìn)的目標(biāo)是將位置的巖體破碎成小塊的矸石并通過(guò)吊桶運(yùn)出。但是，在實(shí)際鉆眼爆破過(guò)程，受限于空幫距較短、釬桿長(zhǎng)度較長(zhǎng)、液壓鉆機(jī)只能以如圖1中NE線的形式呈一定角度鉆孔，如圖2所示，造成如圖3中的開(kāi)挖效果，從圖3可以看出，井幫上部△_ABC區(qū)域欠挖，井幫下部△_ADE區(qū)域超挖。欠挖部分△_ABC需要通過(guò)人工風(fēng)鎬、額外鉆眼帶炮等方式破碎去除；超挖部分△_ADE需要額外澆筑混凝土，增加了混凝土消耗量，提高了建井成本。在豎井開(kāi)挖過(guò)程中，如何提高井筒圍巖的成型質(zhì)量，對(duì)井筒的安全高效掘進(jìn)具有重要意義。

除上述問(wèn)題外，豎井6m深孔爆破掘進(jìn)中，采用深孔爆破技術(shù)的一次起爆裝藥量可達(dá) 600kg以上，若采用傳統(tǒng)的周邊眼裝藥結(jié)構(gòu)，使得炸藥大多集中在炮眼下部，爆破后周邊圍巖超挖現(xiàn)象嚴(yán)重。超挖帶來(lái)負(fù)面連鎖反應(yīng)——出矸量增加、混凝土澆筑量增加、時(shí)間成本增加，嚴(yán)重影響了礦井的正常掘進(jìn)，也增加了井筒掘砌費(fèi)用。

因此，如何做好豎井6m深孔大循環(huán)爆破的周邊成型控制，形成一套適用于豎井6m深孔大循環(huán)爆破掘進(jìn)工藝，實(shí)現(xiàn)井筒安全高效掘進(jìn)，是當(dāng)前迫切要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)豎井深孔大循環(huán)爆破，精準(zhǔn)控制豎井井筒周邊成型質(zhì)量控制，解決傳統(tǒng)周邊眼集中裝藥帶來(lái)的超欠挖現(xiàn)象，保證豎井大循環(huán)的安全高效施工。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種豎井深孔大循環(huán)爆破施工方法，包括如下步驟：

第一步，設(shè)計(jì)掏槽眼、輔助眼、長(zhǎng)周邊眼、短周邊眼的相關(guān)爆破參數(shù)，包括炮孔數(shù)量N、炮孔布置方式、炸藥選型、裝藥系數(shù)；

第二步，在豎井中心布置并施工第一圈掏槽眼；