专利名称：一种矿山采场和巷道掘进工作面底眼防堵塞方法
技术领域：
本发明涉及一种矿山采场和巷道掘进爆破底眼防堵塞方法，实现了破碎矿岩条件下掘进工作面的安全高效装药和爆破作业。
背景技术：
矿山采场和巷道掘进作业一般分为凿岩、爆破、通风和出矿(渣)四个阶段，其中凿岩作业是采矿循环的一个关键环节，爆破效果的好坏直接影响到矿山生产效率的高低。一般而言，采场爆破需要在掘进工作面上开凿掏槽眼、辅助眼和周边眼，其中周边眼又可分为顶目艮、底眼和帮眼。掏槽眼用于爆破出新的自由面，为其他后爆炮眼创造有利的爆破条件；辅助眼利用掏槽眼爆破后创造的自由面，形成较大体积的破碎漏斗；周边眼主要用于控制爆 破后的巷道断面形状和爆破进尺，其中底眼爆破质量是决定爆破进尺的关键因素，一般矿山均以巷道底部进尺作为衡量爆破效果的测量标准。采场和巷道掘进时，如果先开凿底眼，则上部孔凿岩时工作面冒落的破碎岩石堆积在已凿好的底眼口，即使底眼口已事先用纸箱等材料堵塞了孔口，但装药时清理冒落的碎石也是一个非常繁重的工作(如贵州锦丰金矿，一个工作面凿岩后冒落的碎石超过3_4m3)，需要凿岩台车退出工作面后，铲运机进入工作面清除底眼部位碎石，装药车再进入工作面装药；如果先凿上部眼，凿完后冒落的碎石堆积在工作面底部，也需要退出凿岩台车，铲运机进入清底，之后凿岩台车再次进入凿岩。凿岩台车进入工作面需要连接水管、安装水泵、连接电源等工作，一般需要15分钟的时间，凿岩台车退出工作面时，也要重复上述工作，耗时近似相等，严重影响工作进度。因此，由于凿岩过程中工作面上部松散岩体冒落堆积在底眼所在位置，清理该部分碎石，延长了凿岩循环时间，延缓了掘进效率。当凿岩工作结束，开始装药时，对于一般岩体都存在部分炮孔内部因为塌孔导致碎石堵塞炮孔，对于破碎岩体，该种现象更为突出；目前我国一个掘进循环工作面爆破后，因爆破效率一般都在80%左右(如果炮孔深度为2. 5m,则爆破进尺只能达到2. Om),因此在前一个循环爆破作用下，工作面岩体更为破碎，这也是引起炮孔在接近孔口 Im范围内岩体更为破碎，更易造成炮孔堵塞的一个主要原因；再者，一般爆破时底眼装药量最大，对下一循环底部围岩造成的破坏作用也更大，也是底眼更容易堵塞的关键。钻孔堵塞将会导致炸药难以装入孔底，并显著影响爆破效率。针对掘进工作面的炮孔堵塞问题，通常采用人工掏孔的方法清理其中碎石。一般炮孔直径约为40mm左右，长度2-3m或更深，在如此狭小的孔内掏出碎块非常困难，只能采用铁丝勾等简易工具，不仅费工费时，掏孔过程中也经常出现孔内碎块持续掉落的现象，严重影响生产效率；此外，由于工作面上部还可能有碎块掉落(工作面均不支护)，也是威胁下部掏孔工人的一个很大的安全隐患。通常情况下，人工掏孔时间约为40-60分钟，装药总时间约为2个小时。由于底眼爆破所受夹制最大，因此对爆破进尺的影响也非常大，这也是为什么一定要掏干净底眼，以确保装药质量的原因；如上所述，底眼也是最容易出现堵孔的部位，因此，底眼掏孔时间一般要占总掏孔时间的50%左右。综上所述，由于凿岩过程中工作面上部松散岩体冒落堆积在底眼所在位置，凿底眼或装底眼炸药前，需清理该部分碎岩，延长凿孔循环时间；底眼又是影响爆破进尺的关键，装药过程中掏最容易出现堵塞的底眼，进一步延长了装药时间；工作面上部可能出现的松散碎石掉落也对掏眼工构成了安全隐患。因此，底眼掏孔工作严重影响了爆破作业循环效率，降低了采掘生产能力，增大了综合采矿成本。
发明内容
为了克服采场和巷道掘进过程中开凿底眼时存在的技术难题，本发明提供了一种底眼防堵塞方法，该方法可以防止上部凿孔掉渣埋住底眼，造成底眼凿岩或者装药困难，清理这些冒落的碎石造成的施工时间延长、施工效率降低的问题；同时底眼管有效解决了底眼的塌孔、堵塞，加快了装药进程，提高了爆破进尺，降低了巷道掘进综合成本。一种矿山采场和巷道掘进工作面底眼防堵塞方法，其特征是采用了一种在钻孔 中安装底眼管的方式，底眼管可以顺利插入钻孔内，起到支撑孔壁的作用。当凿岩台车将采场或巷道掘进断面的其中一个底眼开凿好后，立即将底眼管的一端插入到该钻孔中，底眼管插入孔内端距离孔口约为I. 0-1. 5m，如果岩体过于破碎，也可以将底眼管插到炮孔最深处，另一端露出孔口长度O. 7m左右，管口用底眼管盖保护；如果此时底眼已堵塞，底眼管无法插入，凿岩台车可非常方便的再次透孔，以疏通该孔，当插入底眼管后，再继续凿下一个孔。装药过程中，由于底眼管护孔，不会造成松散碎石的堵孔问题；由于底眼管外露孔口
O.7m左右，“延长”了底眼孔口位置，凿上部眼时冒落的松散碎石不会覆盖在底眼孔口，装药时也无需清理，避免了装药前铲运机进入清底，之后台车再次进入工作面凿岩的繁琐和尴尬，简化了施工工艺，提高了施工效率。该底眼管材料为PVC管、竹管或其他材料管材，底眼管内、外壁要求光滑，既有利于底眼管插入炮孔内，也有利于炸药卷通过底眼管顺利送入炮孔孔底；
底眼管直径小于炮孔直径3mm以上，但大于炸药卷直径2mm以上，装炸药前外露端管口用底眼管盖堵塞；
底眼管盖内径比底眼管外径大3mm,长度60mm,壁厚2_3mm,采用PVC材料制成,可重复使用；
如果掏槽孔、辅助孔、周边孔也存在严重的塌孔状况，同样可以采用插入底眼管的方式实现护孔，减少塌孔。本发明的有益效果是，由于底眼管的存在，“延长”了底眼孔口位置，凿上部炮孔时工作面冒落的松散碎石即使覆盖在底眼孔口，因通过底眼管将炸药装入孔底，这些碎石不影响底眼装药；炮孔内的底眼管起到支撑孔壁的作用，防止炮孔塌孔，避免了掏孔过程中碎石伤人的安全风险。底眼管简化了施工工艺，提高了施工效率，改善了装药效果，增大了爆破进尺，减少了综合采矿成本。底眼管安装方便，简单易行，效果显著，且材料来源广泛，经济实惠，具有良好的推广应用价值。
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。图I是采场和巷道掘进工作面炮孔布置示意图。图2通过底眼管装炸药示意图。图中，I一掏槽眼；2—辅助眼；3—周边眼；4一底眼；5—掘进工作面；6—底眼管；7—乳化炸药卷；8—底眼管盖。
具体实施例方式这里以我国南方某地下矿山实际应用效果为例进行说明。当凿岩准备工作完成后，采用Boomer282双臂凿岩台车首先开始凿底眼；设计掘进断面共布置7个底眼，钻孔深度3. 5m,当底眼开凿至设计深度后，退出钎杆，立即将外径f42mm长I. 5-2. Om的底眼管6插入底眼钻孔4内，插入孔内长度约为I. 0-1. 5m，如果岩体过于破碎，也可以将底眼管插到炮孔最深处。底眼管内外壁宜光滑，既有利于底眼管插入炮孔内，又有利于炸药卷通过底眼管顺利送入炮孔孔底；且底眼管外径比炮孔直径小3mm以上，但比炸药卷直径大2mm左右，底眼管外露部分距底眼孔口的外露长度约为O. 7m，外露端管口用底眼管盖8堵塞(底眼管盖内径f45mm,长60mm,壁厚2mm,采用PVC材料制成),防止碎石落入管内；如果安装底眼管时已出现堵塞，导致底眼管难以装入，则用凿岩台车再次透孔，即可轻松装入底眼管。完成所 有底眼凿孔及底眼管安装工作后，再凿其他各孔(如果掏槽孔、辅助孔、周边孔也存在严重的塌孔现象，也可以采用该种底眼管实现护孔)。完成其他各孔钻凿后，将非电导爆雷管插入规格f32_X 200_乳化炸药卷7，拆下底眼管盖8，然后按照设计的每孔装药系数，通过底眼管6将炸药卷7直接塞入孔中，用炮棍将其送入孔底，完成装药工作；底眼管在钻孔中支撑着钻孔壁，既可以有效避免堵塞现象，又可顺利将炸药卷装到指定位置，无需清理底眼周围冒落的碎岩，显著提高了装药效率；同时，采用底眼管爆破后，掘进断面成型较好，爆破进尺可达到3. 3m，平均爆破效率可达到94. 5%，大大提高了掘进速度和施工质量，虽增加了底眼管费用，但综合掘进成本显著降低。
权利要求
1.一种矿山采场和巷道掘进工作面底眼防堵塞方法，其特征是采用了一种在钻孔中安装底眼管的方式，底眼管能顺利插入钻孔内，起到支撑孔壁的作用；当凿岩台车将采场或巷道掘进断面的其中一个底眼开凿好后，立即将底眼管的一端插入到该钻孔中，如果此时底眼已堵塞，底眼管无法插入，凿岩台车可再次透孔，以疏通该孔，当插入底眼管后，再继续凿下一个孔。
2.根据权利要求I所述一种矿山采场和巷道掘进工作面底眼防堵塞方法，其特征是底眼管材质为PVC管，底眼管内、外壁要求光滑，既有利于底眼管插入炮孔内，也有利于炸药卷通过底眼管顺利送入炮孔孔底。
3.根据权利要求I或2所述一种矿山采场和巷道掘进工作面底眼防堵塞方法，其特征是底眼管直径小于炮孔直径3mm以上，但大于炸药卷直径2mm以上，底眼管插入孔内端距离孔口为I. 0-1. 5m，或者是插到炮孔最深处，另一端露出孔口长度O. 7m，装炸药前外露端管口用底眼管盖堵塞；底眼管盖采用PVC制成，长60mm，其内径比底眼管外径大3mm，壁厚2-3mm。
4.根据权利要求I所述一种矿山采场和巷道掘进工作面底眼防堵塞方法，其特征是针对掏槽孔、辅助孔、周边孔也存在严重的塌孔状况，同样采用插入底眼管的方式实现护孔，减少塌孔。
全文摘要
本发明属于矿山开采和巷道掘进领域，涉及一种矿山采场和巷道掘进爆破底眼防堵塞方法。其特征是采用插入底眼管的方式，是将PVC材质或其他管材的管一端插入到底眼中，另一端外露于掘进工作面中；底眼管孔内长度约1.0-1.5m，孔外露出长度约0.7m，外端用底眼管盖堵塞。由于底眼管的安装，凿上部炮孔时工作面冒落的松散碎石即使覆盖在底眼孔口，因通过底眼管将炸药装入孔底，这些碎石也不影响底眼装药；炮孔内的底眼管起到支撑孔壁的作用，防止炮孔塌孔，也避免了掏孔过程中碎石伤人的安全风险。底眼管简化了施工工艺，提高了施工效率，改善了装药效果，增大了爆破进尺，减少了综合采矿成本。
文档编号E21B41/00GK102966333SQ201210447720
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月9日 优先权日2012年11月9日
发明者韩斌, 吴爱祥, 仪海豹, 王贻明, 孙伟, 李辉, 于少峰, 李佳梦, 沈显岭, 李希雯, 李涛, 张敏杰 申请人:北京科技大学