一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法与流程

本发明涉及一种巷道掘进周边孔爆破的方法，适用于地下矿山巷道掘进、采场进路式开采以及隧道爆破掘进等作业，可以使炸药能量分布均匀，提高炸药能量利用率，形成平整的巷道轮廓面，较好地维护围岩稳定，提高施工作业安全。

背景技术：

在地下巷道掘进爆破中，周边孔主要是控制爆破后巷道断面形状、大小和轮廓，使之符合设计要求。在传统的爆破技术中，由于周边眼装药结构不合理，炸药分布不均匀，对围岩破坏程度大，使得超挖、欠挖现象十分严重，爆破后的巷道成型差、断面不规则，增加了爆破后的围岩支护成本，同时不利于巷道掘进安全。虽然光面爆破技术能够提高巷道表面的平整度，但其爆破成本高，巷道掘进不经济。

为了使巷道成型更加接近设计轮廓线，提高岩巷炮掘光面爆破成型质量，《硅谷》2014年10月8日（2014年第19期）发表的“空气柱装药结构光面爆破技术浅析”一文中，采用了空气柱装药爆破技术，即是在炮孔封泥与炸药之间留设一段空气柱的装药结构形式，是间隔不连续装药的一种，与之相对应的是连续装药结构。空气柱装药爆破技术能够使得周边眼爆破时孔壁承受较长时间的准静态压力作用，延长了作用时间，最终使岩壁受力均匀，减少了破碎带范围，控制了巷道成型，提高了周边眼眼痕率，光爆成型效果较好，减少巷道的超挖量和喷浆量；保护了围岩完整性，增强了围岩抗压强度，再配合现有支护手段，可以提高在深部巷道及软岩巷道中的支护效果。但该技术空气柱的长度难以精确控制，且装药过程复杂，人力工作量大，周边眼装药时，将水炮泥送入孔内300 mm，一手拉住棉线绳不动，一手再用粘土炮泥将眼孔封实，以保证封泥长度300mm，不适合在工业上大规模应用。

技术实现要素：

为了较好地控制巷道断面轮廓，避免超欠挖现象，降低巷道支护成本，提高企业经济效益，本发明提供一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法，采用该方法爆破，既可以确保周边眼爆破后巷道的平整度，使得巷道轮廓线符合设计要求，又能够有效维护围岩的稳定，减小支护加固成本。

为实现本发明的上述目的，本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法通过以下技术方案实现：

本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法，首先在巷道端部围岩的巷道轮廓线上，按照设计的孔网参数开凿周边孔，接着在每个周边孔内从内向外按照炸药、缓震材料或缓震材料、炸药交替布置，相邻周边孔内的炸药呈“品”字形分布，相邻周边孔内的缓震材料也呈“品”字形分布，实现炸药和缓震材料的分段对称布置，使之沿巷道断面展开分布为“岩石—炸药—岩石—缓震材料—岩石”的循环或“岩石—缓震材料—岩石—炸药—岩石”的循环；由于炸药和缓震材料的对称分布，避免了炸药能量的过度集中，使得能量分布更加均匀，提高了炸药能量利用率，减弱了爆破作用对围岩的损伤破坏。雷管随炸药分段布置，同一周边孔内的雷管段别相同，雷管的导爆管沿着周边孔的孔壁引至孔外；炸药、雷管、缓震材料按照设计的段数装填完毕后，用炮泥对周边孔的孔口进行封堵，用炮棍轻轻将炮泥压实；再按照设计的起爆网络连线起爆。

对于一般坚硬岩石，所述的周边孔的直径为38mm~42mm，长度2.5m~3m，每段缓震材料长度0.2m~0.3m，每个周边孔中缓震材料总长度占周边孔总长度的30%~35%。所述的缓震材料采用密度低、孔隙率高的柔性材料，如塑料泡沫、锯沫、木屑，该材料不会与炸药反应而影响爆破效果

每个周边孔中各段炸药总长度与各段缓震材料总长度的比为1:1，周边孔位于设计轮廓断面上，相邻周边孔的孔间距为0.4m~0.6m，周边孔与内圈辅助孔的间距为0.6m~0.7m。巷道掘进断面上周边孔的数量，根据巷道断面尺寸进行灵活控制。通过相邻炮孔的“品”字形分布装药结构，相邻炮孔的炸药彼此共同作用，调整能量的分布状态，较好地控制巷道断面轮廓。

本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法更优的周边孔装药结构参数为：所述的周边孔的直径为39mm~41mm，长度2.8m~3m，每段缓震材料长度0.24m~0.26m，每个周边孔中缓震材料总长度占周边孔总长度的32%~33%；每个周边孔中各段炸药总长度与各段缓震材料总长度的比为1:1；相邻周边孔的孔间距为0.45m~0.55m，周边孔与内圈辅助孔的间距为0.64m~0.68m。

本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：

（1）相邻周边孔内的炸药呈“品”字形分布，相邻周边孔内的缓震材料也呈“品”字形分布，使炸药和缓震材料的对称分布，避免了炸药能量的过度集中，使爆炸能量分布更加均匀，提高了炸药能量利用率，减弱了爆破作用对围岩的损伤破坏，半壁孔痕率达80%以上，不平整度在3cm以内，保证巷道平整度，较好地控制了巷道断面轮廓，避免超欠挖现象的发生，降低了巷道支护成本；同时均匀分布的炸药能量可以使得爆破块度均匀，减小大块率，显著改善爆破效果，提高了爆破后的铲装效率。

（2）周边孔内的缓震材料与炸药的交错布置，既可以降低爆破峰值压力，又可以延长爆破作用时间，提高炸药能量利用率，改善破岩效果。缓震材料采用密度低、孔隙率高的柔性材料，与炸药交错间隔分布，可以降低爆破峰值压力，有效减小爆破作用对围岩的破坏，维护围岩的安全稳定，减少围岩支护加固成本，为生产作业人员创造了良好的作业条件。

（3）本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法采用的装药结构均衡了炸药能量分布，提高了破岩质量，爆破块度较为均匀，有助于装载运输，显著提高铲装效率。同时该装药结构操作方便、安全可靠，适用范围广，易于推广应用，可以创造良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法采用的装药结构纵剖面图；

图2是本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法采用的装药结构的相邻周边孔之间的炸药“品”字形分布图；

图3是本发明采用的周边孔在巷道断面位置分布图。

附图标记：1-围岩，2-炮泥，3-缓震材料，4-炸药，5-雷管，6-周边孔，7-巷道轮廓线，8-巷道，9-导爆管。

具体实施方式

为更好地描述本发明，下面结合附图对本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法做进一步详细描述。

由图3所示的本发明采用的周边孔在巷道断面位置分布图并结合图1、图2看出，本发明一种巷道掘进周边孔均能爆破的方法，首先在巷道8端部围岩1的巷道轮廓线7上，按照设计的孔网参数开凿周边孔6，周边孔6的直径为38mm~42mm，长度2.5m~3m，每段缓震材料3长度0.2m~0.3m。钻孔参数检查完成后，接着在每个周边孔6内从内向外按照炸药4、缓震材料3或缓震材料3、炸药4交替布置，相邻周边孔6内的炸药4呈“品”字形分布，相邻周边孔6内的缓震材料3也呈“品”字形分布，使之沿巷道断面展开分布为“岩石—炸药—岩石—缓震材料—岩石”的循环或“岩石—缓震材料—岩石—炸药—岩石”的循环；每个周边孔6中缓震材料3总长度占周边孔6总长度的30%~35%；每个周边孔6中各段炸药4总长度与各段缓震材料3总长度的比为1:1；相邻周边孔6的孔间距为0.4m~0.6m，周边孔6与内圈辅助孔的间距为0.6m~0.7m。根据设计长度，在现场将分段炸药4和缓震材料3加工好，以提高装药效率。雷管5随炸药4分段布置，同一周边孔6内的雷管段别相同，雷管5的导爆管9沿着周边孔6的孔壁引至孔外；炸药4、雷管5、缓震材料3按照设计的段数装填完毕后，用炮泥2对周边孔6的孔口进行封堵，用炮棍轻轻将炮泥2压实，防止炮泥2悬空、堵塞不严；再按照设计的起爆网络连线起爆。