精确控制结构面开挖倾斜向下光面爆破孔方向的方法与流程

本发明涉及爆破技术领域，具体涉及一种精确控制结构面开挖倾斜向下光面爆破孔方向的方法。

背景技术：

光面爆破是一种合理利用炸药能量的控制爆破技术。进行石方结构面开挖时，在最后一次主爆区爆破同时，通过密集钻孔，少装药，沿设计轮廓线获得较平整的开挖轮廓，工作面爆破后，巷道断面的形状和尺寸基本上符合设计断面的轮廓要求，周边岩壁平整、成型规整、岩石保持稳定、不产生或很少产生炮震裂隙。光面爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用光面爆破来控制开挖轮廓。

在控制开挖轮廓的倾斜向下光面爆破深孔爆破中，保证爆破质量可归纳为三个要素：光面爆破孔钻孔精度，爆破参数，起爆网路，其中爆破参数包括光面爆破孔、梯段孔及缓冲孔参数。对于光面爆破而言，其中质量约70％取决于钻孔精度，主要是钻孔方向。许多工程中，光面爆破之所以质量不好，造成保留岩面不平整、超欠挖过多及保留基岩受到破坏，其主要原因往往是没有很好控制光面钻孔方向所致。因此，采取有效的措施保证倾斜向下光面爆破孔钻孔方向精度，具有重要的意义。

在光面爆破设计中，每个倾斜向下光面爆破孔轴线均为一条空间有向直线段，其几何要素由孔口位置、孔的方向角、孔的倾角及孔深组成。其中孔的方向角钻孔轴线的任意一点切线在水平上的投影,与子午线指北方向顺时针旋转的夹角,称为钻孔该点或该孔深处的钻孔方位角。钻孔在垂直状态下没有顶角,也就没有方位角。只有钻孔偏离垂线之后才产生了顶角,钻孔也就会呈现出方位角。

光面爆破孔钻孔精度的要求，主要是根据对保留基岩面超欠挖的要求和获得良好的光面壁面决定的。许多工程要求钻孔方向角及倾角偏差均不超过1度，梯段高度按10m计算，孔深偏差不超过15cm。在上述光面爆破孔的几何参数中，最难控制的是钻孔方向角。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出一种操作方便，实现容易，钻孔方向角精度高的精确控制结构面开挖倾斜向下光面爆破孔方向的方法，具体技术方案如下：

步骤一：确定实际炮孔开口点C离设计炮孔距离；

步骤二：作直线CE垂直于设计光面开口线AB；

步骤三：在所述直线CE上的D点挂垂球F，点CDF点所在平面为实际炮孔开口点C所在平面。

为更好的实现本发明，可进一步为：

所述步骤1中，实际炮孔开口点C离设计炮孔距离的计算方法为，

式中，△S为实际炮孔开口点C偏离设计光面开口线的距离，△H为实际炮孔高程比设计高程偏高的距离，θ为光面爆破孔倾角。

在所述直线CE上，CD的距离至少6m。

所述垂线DF偏离直线CE不超过3cm。

本发明的有益效果为：操作简单易行，只需采用仪器从实际炮孔开口点C点出发，绘制直线CE，然后在该直线CE上挂或者架设垂球，然后操作者可采用目视的方式观察，使其钻杆与垂球所在直线在一个平面，便能精准的控制爆破孔方向，在保证工程质量的同时，可加快工期，节省人力物力。

附图说明

图1为本发明计算示意图；

图2为本发明的应用场景图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1和图2所示：一种精确控制结构面开挖倾斜向下光面爆破孔方向的方法，具体步骤为，

步骤一：确定实际炮孔开口点C离设计炮孔距离，计算公式为，

式中，△S为实际炮孔开口点C偏离设计光面开口线的距离，△H为实际炮孔高程比设计高程偏高的距离，θ为光面爆破孔倾角。

步骤二：确定实际炮孔开口点C后，作直线CE垂直于设计光面开口线AB；

步骤三：在所述直线CE上的D点挂垂球F，点C、D、F所在平面为实际炮孔开口点C所在平面，观察者从E点目视垂球吊线与实际炮孔口点重合后，指挥将钻机钻杆调整到由吊线和点C确定的平面上。在调整钻杆方向的同时，还应兼顾孔口位置和钻杆倾角，使这3个参数同时达到精度要求，钻杆倾角用地质罗盘仪量测和控制。其中CD的距离为6m，目视控制钻杆方向时，要求吊线与钻杆轴线平行度的偏差，达到在CM351钻机一根钻杆长度3.6m范围内不超过钻杆直径45mm，即方向角偏差不超过△θ₁＝0.045/3.6＝0.716^。，在吊垂线时，要求点D偏离CE不超过3cm。由此而造成的方向角偏差△θ₂＝0.03/6＝0.286°。极端情况下,方向角总误差△θ＝△θ₁+△θ₂＝1.0°，即能满足方向角偏差不超过1°的精度要求。若增加CD长度，可进一步提高钻孔方向角的精度。