专利名称：急倾斜厚矿体的爆破方法
技术领域：
本发明涉及一种采矿方法，具体说，涉及一种急倾斜厚矿体的爆破方法。
背景技术：
目前，欧美、澳大利亚等地的许多矿山都采用一种特别适用于开采围岩稳固和中等稳固的急倾斜厚矿体的方法，该方法被称作VCR (Vertical Crater Retreat)采矿法，即垂直深孔下向漏斗水平分层阶段矿房法。图I是VCR方法的简化示意图。如图I所示，在一段急倾斜厚矿体I的顶部形成水平延伸扩展的凿岩巷道2，在该段急倾斜厚矿体I的底部形成落矿空间3。然后，在凿岩巷道2中，利用诸如高压气动潜孔钻机在该段急倾斜厚矿体I中钻出多个均匀分布的、与该矿体的向下走向(在图I中为垂直向下)平行的大直径 (孔径例如大于150_)通孔4。接着，在通孔4的底部装入球形炸药包5 (例如，炸药包的高度与横向尺寸之比小于6 I)，从而对矿体I自下而上地进行水平分层爆破(在每个分层中，从中间到四周进行爆破)。爆破崩落的矿石落在矿体I的底部下方的落矿空间3中，然后通过出矿通道6将矿石运出。VCR采矿法作业安全、采矿强度高、爆破质量好、以及经济效果高。但在自下而上逐段地进行深孔爆破的过程中，当中央部位的深孔4’中的炸药包的放置位置距孔口较近的时候(例如，在一些情况下，当炸药包的放置位置距孔口的距离在约12m以内时)，爆破后常发生孔口反冲的现象，即，孔口岩石被爆破反冲力破坏，并外抛成正向漏斗形。另外，爆破前与炸药包同时填入深孔中的填塞料在爆破后对孔口造成的堵塞、以及炮烟和细尘的产生和扩散等也严重影响采场的爆破作业和爆破效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种急倾斜厚矿体的爆破方法来解决下列问题，即，防止炸药包在距孔口较近处爆破后反冲力对孔口造成破坏、防止深孔中的填塞料在爆破后对孔口造成堵塞、以及减少炮烟和细尘的产生和扩散，从而改善井下爆破作业的环境和爆破的效果。为了实现上述目的，本发明提供一种急倾斜厚矿体的爆破方法，该方法包括a)在一段急倾斜厚矿体的顶部形成水平延伸扩展的凿岩巷道，在该段急倾斜厚矿体的底部形成落矿空间；b)从所述凿岩巷道在所述急倾斜厚矿体中形成多个均匀分布的、与该矿体的向下走向平行的、贯通的深孔；c)在所述多个深孔中选出大致处于中央部位的深孔；d)以从中央到四周的次序依次对所述多个深孔中的每个深孔的未爆破底部进行一次或连续进行多次如下的爆破在该深孔的未爆破底部设置堵孔塞、在该堵孔塞的上面填入第一填塞料、在该第一填塞料的上面设置炸药包、在该炸药包的上面填入第二填塞料、以及引爆所述炸药包，并且各个深孔中连续爆破的次数从中央到四周单调递减，以使得各个深孔的未爆破底部的深度从中央到四周单调递增；e)重复进行步骤d)，直到爆破时的反冲力对所述选出的大致处于中央部位的深孔的顶部孔口开始造成破坏为止；f)对所述选出的大致处于中央部位的深孔的剩余部分的未爆破底部进行一次或连续进行多次如下的爆破在该深孔的未爆破底部设置堵孔塞、在该堵孔塞的上面填入第一填塞料、在该第一填塞料的上面设置炸药包、在该炸药包的上面填入第二填塞料、在该第二填塞料的上面设置水封袋、以及引爆所述炸药包；g)以从中央到四周的次序依次对所选出的大致处于中央部位的深孔之外其余深孔中的每个深孔的未爆破底部进行一次或连续进行多次如下的爆破在该深孔的未爆破底部设置堵孔塞、在该堵孔塞的上面填入第一填塞料、在该第一填塞料的上面设置炸药包、在该炸药包的上面填入第二填塞料、以及引爆所述炸药包，并且所述其余深孔中的各个深孔中连续爆破的次数从中央到四周单调递减，以使得所述其余深孔的未爆破底部的深度不小于所选出的大致处于中央部位的深孔的未爆破底部的深度；以及h)重复进行步骤
f)和g)，直到所述急倾斜厚矿体全部崩落为止。优选地，所述堵孔塞可以包括水泥块，所述第一填塞料可以包括岩粉，以及所述第二填塞料可以包括河砂。进一步优选地，所述深孔的直径可以约为O. 16m，所述第一填塞料的厚度可以约为I. 2m，所述第二填塞料的厚度可以约为I. 5m，所述水封袋的厚度可以约为 O. 6m，所述炸药包的可以厚度约为O. 8m，其中的炸药可以为乳化炸药。如上所述，采用本发明所述的急倾斜厚矿体的爆破方法可以防止炸药包在距孔口较近处爆破后反冲力对孔口造成破坏、防止深孔中的填塞料堵塞孔口、并可以减少炮烟和细尘的产生和扩散，从而大大地改善了爆破作业的环境和爆破的效果。
图I是VCR方法的简化剖面示意图；以及图2是本发明所述的中央部位的深孔的爆破方法的剖面示意图。
具体实施例方式下面将参考附图来描述本发明所述的急倾斜厚矿体的爆破方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。参考附图I，在本发明中，也是首先在一段急倾斜厚矿体I的顶部形成水平延伸扩展的凿岩巷道2，以及在该段急倾斜厚矿体I的底部形成落矿空间3。接着，在凿岩巷道2中，利用钻机在所述急倾斜厚矿体I中形成多个均匀分布的、与该矿体的向下走向平行的、贯通的深孔4。在一个实施例中，所述多个深孔在凿岩巷道2中看时可以是一行行、一列列对齐排列的。孔径为例如160mm，孔深为例如60m。然后，在这多个深孔4中选择出大致处于中央部位的深孔4’，以便利用该深孔4’进行中心掏槽爆破。图2是本发明所述的中央部位的深孔的爆破方法的剖面示意图。图2中左边的图表示当所述选择出的深孔4’的未爆破底部距深孔4’的顶部孔口的距离较大时(例如当该距离约为60 IOm时)对所述选择出的中央部位的深孔4’的未爆破底部进行爆破的示意图。具体地说，用铁丝11系住堵孔塞12，并将其下放到深孔4’的未爆破底部。堵孔塞12可以由水泥块制成。由于深孔4’(以及其它的深孔4)的孔壁可以钻得非常光滑规则，因此，形状与深孔4’的截面形状相对应的堵孔塞12可以被顺利地、不发生翻转地下放到深孔4’的底部。接着，在堵孔塞12的上面填入第一填塞料13。第一填塞料13可以是岩粉等，其厚度可以为例如I. 2m左右。之后，在第一填塞料13的上面放置炸药包14。炸药包14是通过与其相连的导爆索15而被下放到第一填塞料13的上面的。炸药包14的厚度可以为800_，其中的炸药可以为乳化炸药。最后，在炸药包14的上面填入第二填塞料16。第二填塞料16可以是河砂等。当炸药包和填塞料都放好后，通过导爆索15引爆炸药包14。在所述中央部位的深孔4’中可以进行一次或连续进行多次上述的爆破，从而形成中央掏槽。一般是连续进行若干次爆破，爆破次数根据具体的矿体以及进度设计来确定。中央掏槽相当于扩粗了的深孔4’，用于为矿体I的后续爆破提供更大的自由面，从而使后续的爆破更容易进行、效果更好。然后，对该中央部位的深孔4’的周围的每个深孔4的未爆破底部进行一次或连续进行多次上述的爆破，即每次爆破时，在要进行爆破的深孔的未爆破底部设置堵孔塞12、在堵孔塞12的上面填入第一填塞料13、在第一填塞料13的上面设置炸药包14、在炸药包14的上面填入第二填塞料16、以及引爆炸药包14。应该注意，上述中央部位的深孔4’周围的 各个深孔4中连续爆破的次数不多于中央部位的深孔4’中连续爆破的次数，使得所述周围深孔的未爆破底部的深度不小于所述中央深孔4’的未爆破底部的深度。这样做使得在所述周围深孔的爆破中可以充分利用在中央深孔4 ’处形成的中心掏槽所提供的自由面，提高爆破效率。接着，对上述进行了爆破的深孔的周围的深孔可以进行类似的爆破。换言之，以从中央到四周的次序依次对包括中央深孔4’在内的所有深孔4中的每个深孔的未爆破底部进行一次或连续进行多次上述的爆破，并且各个深孔中连续爆破的次数从中央到四周单调递减，以使得各个深孔的未爆破底部的深度从中央到四周单调递增。这个过程可以重复进行，每进行一次，可以从矿体I的底部崩落一层矿石。这个过程一直进行到爆破时的反冲力对所述选出的大致处于中央部位的深孔4’的顶部孔口开始造成破坏为止。当爆破开始对中央深孔4’的顶部孔口造成破坏时，也会开始出现深孔中的填塞料堵塞孔口、以及炮烟和细尘从孔口扩散等现象。在某些情况下，当深孔4’的未爆破底部距离其顶部孔口的距离约为12m左右时，爆破后就会开始出现上述现象。图2中右边的图表示当所述选择出的中央部位的深孔4’的未爆破底部距深孔4’的顶部孔口的距离较小时(例如当该距离约为12m以内时)对所述选择出的中央深孔4’的未爆破底部进行爆破的示意图。此时，具体的爆破过程包括在所述选择出的中央深孔4’的未爆破底部设置堵孔塞12、在堵孔塞12的上面填入第一填塞料13、在第一填塞料13的上面设置炸药包14、在炸药包14的上面填入第二填塞料16，接着，在第二填塞料16的上面放置水封袋17，最后，通过导爆索15引爆炸药包14。水封袋17可以包含堆叠起来的多个含水的水袋，每个水袋在爆破冲击力的作用下很容易发生破裂，从而释放出水袋里面的水。水封袋17的总高度可以约为600_。在第二填塞料16上放置水封袋17进行爆破时，由于水的作用，可以避免极高的压力直接作用在岩石上，同时可以延长爆破产物对岩石的作用时间，因而，对岩石的有效破碎非常有利。实践表明，这样做既能保证爆破效果，又能使爆破反冲力不会对孔口造成破坏，并且能够明显减少炮烟和细尘，同时还杜绝了填塞料对孔口的堵塞。
这样，在所述中央深孔4’的剩余部分的未爆破底部可以进行一次或连续进行多次上述引入了水封袋17的爆破。一般是连续进行若干次这样的爆破，爆破次数根据具体的矿体以及进度设计来确定。接着，对中央深孔4’的周围的深孔以及更外围的深孔依次进行爆破。换言之，以从中央到四周的次序依次对中央深孔4’之外的其余深孔中的每个深孔的未爆破底部进行一次或连续进行多次爆破，在每次爆破时，在要进行爆破的深孔的未爆破底部设置堵孔塞12、在堵孔塞12的上面填入第一填塞料13、在第一填塞料13的上面设置炸药包14、在炸药包14的上面填入第二填塞料16、以及引爆炸药包14。另外，中央深孔4’之外的各个深孔中连续爆破的次数从中央到四周单调递减，并使得这些深孔的未爆破底部的深度不小于中央深孔4’的未爆破底部的深度。在这个过程中，由于中央深孔4’的爆破所形成的掏槽为随后各深孔爆破时的矿体崩落提供了自由面，因此，中央深孔4’之外的各深孔周围的矿体的爆破比较容易进行，反冲力较小，故而在对这些矿体进行爆破时，即使这些矿体的底部距离其顶部很近了，也可以不引入水封袋17。上面引入水封袋17对中央深孔4’进行掏槽爆破以及随后的对中央深孔4’周围 的深孔以及更外围的深孔进行爆破的过程可以重复进行，每重复一次，就可以从矿体I的底部崩落一层矿石，直到所述急倾斜厚矿体I全部崩落为止。如上所述，采用本发明所述的急倾斜厚矿体的爆破方法可以防止炸药包在距孔口较近处爆破后反冲力对孔口造成破坏、可以防止深孔中的填塞料堵塞孔口、并可以减少炮烟和细尘的产生和扩散，从而大大地改善了爆破作业的环境和爆破的效果。如上参照附图以示例的方式描述了本发明所述的急倾斜厚矿体的爆破方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所述的急倾斜厚矿体的爆破方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。
权利要求
1.一种急倾斜厚矿体的爆破方法，该方法包括 a)在一段急倾斜厚矿体的顶部形成水平延伸扩展的凿岩巷道，在该段急倾斜厚矿体的底部形成落矿空间； b)从所述凿岩巷道在所述急倾斜厚矿体中形成多个均匀分布的、与该矿体的向下走向平行的、贯通的深孔； c)在所述多个深孔中选出大致处于中央部位的深孔； d)以从中央到四周的次序依次对所述多个深孔中的每个深孔的未爆破底部进行一次或连续进行多次如下的爆破在该深孔的未爆破底部设置堵孔塞、在该堵孔塞的上面填入第一填塞料、在该第一填塞料的上面设置炸药包、在该炸药包的上面填入第二填塞料、以及引爆所述炸药包，并且各个深孔中连续爆破的次数从中央到四周单调递减，以使得各个深孔的未爆破底部的深度从中央到四周单调递增； e)重复进行步骤d)，直到爆破时的反冲力对所述选出的大致处于中央部位的深孔的顶部孔口开始造成破坏为止； f)对所述选出的大致处于中央部位的深孔的剩余部分的未爆破底部进行一次或连续进行多次如下的爆破在该深孔的未爆破底部设置堵孔塞、在该堵孔塞的上面填入第一填塞料、在该第一填塞料的上面设置炸药包、在该炸药包的上面填入第二填塞料、在该第二填塞料的上面设置水封袋、以及引爆所述炸药包； g)以从中央到四周的次序依次对所选出的大致处于中央部位的深孔之外其余深孔中的每个深孔的未爆破底部进行一次或连续进行多次如下的爆破在该深孔的未爆破底部设置堵孔塞、在该堵孔塞的上面填入第一填塞料、在该第一填塞料的上面设置炸药包、在该炸药包的上面填入第二填塞料、以及引爆所述炸药包，并且所述其余深孔中的各个深孔中连续爆破的次数从中央到四周单调递减，并使得所述其余深孔的未爆破底部的深度不小于所选出的大致处于中央部位的深孔的未爆破底部的深度；以及 h)重复进行步骤f)和g)，直到所述急倾斜厚矿体全部崩落为止。
2.根据权利要求I所述的急倾斜厚矿体的爆破方法，其中，所述堵孔塞包括水泥块，所述第一填塞料包括岩粉，以及所述第二填塞料包括河砂。
3.根据权利要求2所述的急倾斜厚矿体的爆破方法，其中，所述深孔的直径约为·0.16m，所述第一填塞料的厚度约为I. 2m，所述第二填塞料的厚度约为I. 5m，所述水封袋的厚度约为0. 6m，所述炸药包的厚度约为0. 8m，其中的炸药为乳化炸药。
全文摘要
提供一种急倾斜厚矿体的爆破方法，包括在矿体顶部形成凿岩巷道，在底部形成落矿空间；在矿体中形成多个均匀平行分布且贯通的深孔；选出中央深孔；以从中央到四周的次序对各个深孔的未爆破底部进行爆破，并且爆破后各深孔的剩余深度从中央到四周递增，重复本步骤直到爆破开始对中央深孔孔口产生破坏为止；对中央深孔的剩余部分的未爆破底部进行一次或多次爆破，每次爆破时，在其底部依次设置堵孔塞、第一填塞料、炸药包、第二填塞料以及水封袋，接着引爆炸药包，然后对其余深孔白下而上进行爆破，重复本步骤直到矿体全部崩落为止。采用本方法可以防止爆破反冲力破坏孔口及孔中填塞料堵塞炮孔，并减少烟尘，从而改善作业环境和爆破效果。
文档编号E21C41/16GK102808621SQ201110149839
公开日2012年12月5日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者路文智, 马维清, 张生良, 王清河, 郭玉杰, 乔冠中 申请人:中国华冶科工集团有限公司