井下大硐室中深孔控制爆破施工方法与流程

本发明涉及井下大硐室中深孔控制爆破施工方法，属于非煤矿山井下大硐室的工程施工领域。

背景技术：

井下硐室是一种断面较大而长度较短的巷道，其作用是安装各种设备、机器，存放材料和工具，或作其他专门用途。硐室与巷道相比有以下特点：

硐室的断面大长度短，大型施工机械难于进入工作面施工；

硐室往往与其他硐室、巷道、井筒相连，加之有的硐室本身结构复杂，故其受力状态不易准确分析，施工难度较大，当围岩稳定性差时，施工安全尤为重要；

硐室的服务年限较长，工程质量要求高，不少硐室还要浇筑机电设备的基础，预留管线沟槽，安设起重梁等，故施工时要精心安排，确保工程规格和质量。

传统的硐室施工方法有全断面法、分层施工法和导硐施工法等。由于硐室存在的上述特点，传统的硐室施工方法普遍具有大型设备不易进入，工人劳动强度大，效率低，工作条件差，安全管理难度大等特点。

技术实现要素：

基于前述传统的硐室施工方法存在的问题，本发明的目的在于提供一种井下大硐室中深孔控制爆破施工方法。利用矿山回采过程中的中深孔控制爆破技术具有作业条件好，安全程度高，回采能力大，生产效率高等特点，结合大硐室尺寸特点，将中深孔控制爆破技术应用到井下大硐室施工中来，可以充分发挥中深孔爆破技术的优点，改善作业条件，提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种井下大硐室中深孔控制爆破施工方法，其特征在于，包括；

步骤s1：确定大硐室的长度、宽度、高度和大硐室拱顶的起拱线高度，依据大硐室拱顶的起拱线高度确定大硐室拱顶的渣石量，依据大硐室高度确定切割天井的井口高度；

步骤s2：在前述大硐室底部施工拉底巷道，前述拉底巷道能够连通前述大硐室外部和前述切割天井；

步骤s3：将前述拉底巷道扩刷成凿岩硐室，依据前述大硐室的尺寸特征，对前述拉底巷道进行扩刷，形成前述凿岩硐室；

步骤s4：切割天井施工，采用普通爬梯法施工前述切割天井，前述切割天井高度应高出前述大硐室拱顶高度o.2-o.5米，同时保证前述切割天井铅锤和边帮的平整；

步骤s5：上向中深孔施工，在前述凿岩硐室内，向上施工竖直中深孔，前述中深孔采用90钻机施工，孔径60毫米，钻孔过程中要保证炮孔垂直；

步骤s6：中深孔装炸药，间隔不耦合装炸药，前述中深孔全段敷设导爆索，前述中深孔孔口起爆；

步骤s7：中深孔爆破，以前述凿岩硐室作为一个最初爆破自由面，以前述切割天井作为另一个最初爆破自由面，依次对前述中深孔进行爆破；

步骤s8：出渣，使用铲运车分次进行，边角部位借助人工辅助出渣；

步骤s9：喷浆支护，前述大硐室顶部及上部墙体首先进行喷射混凝土，待与岩土体共同作用形成复合体再对前述大硐室下端墙体以及附属硐室依次进行喷射混凝土；

步骤s10：形成大硐室。

进一步地，在步骤s2中，前述拉底巷道的拉底方法采用浅孔拉底。

进一步地，在步骤s3中，前述拉底巷道采用全断面法扩刷。

进一步地，在步骤s5中，前述上向中深孔为根据大硐室尺寸均匀布置的若干排中深孔，前述中深孔排距1.2-1.3米，前述中深孔孔距1.1-1.2米。

进一步地，在步骤s6中深孔装炸药中，主要施工工序如下：

步骤561：前述炸药选用直径32毫米的2号岩石乳化炸药，用胶布将两节前述2号岩石乳化炸药捆绑在一起，用pvc管送到前述中深孔底；

步骤562：依据前述中深孔的深度，装炸药时采用连续装入若干捆捆扎好的炸药，每捆炸药用o.5米的塑料管间隔，然后再装炸药；

步骤563：距离所述中深孔孔口1.5米的长度不装炸药，前述中深孔孔口用炮泥封堵；

步骤s64：前述中深孔全段敷设导爆索，在所述中深孔孔口起爆。

进一步地，在步骤s7中深孔爆破中，爆破采取的方案为：

1)、为防止爆破冲击波对附近设备造成破坏，起爆雷管采用毫秒雷管；

2)、采用中深孔排内微差，中深孔排间微差爆破；

3)、以前述切割天井为最初自由面，向前述大硐室两端后退式进行爆破；

4)、每次爆破不超过两排。

进一步地，在步骤s9喷浆支护中，依据前述大硐室岩层特性，确定是否采用喷锚网支护方式以加强支护。

本发明的技术效果：

与传统的硐室施工方法相比，本发明的技术方案至少具有以下技术效果：

首先，本发明将矿房回采中的中深孔控制爆炸技术应用到硐室施工中来，用矿房回采的方法解决基本建设中的问题；

其次，本发明因为采用了中深孔控制爆破技术，爆破效率大大提高，同时，采用前期集中打孔后期统一爆破的方法，施工人员不必频繁的进行″打孔-爆破-出渣-打孔″的循环，提高了工作效率；

再次，本发明由于前期集中施工中深孔，人员不必频繁暴露在收爆破扰动的顶板下工作，顶板管理难度降低，施工安全大大提高；

最后，经初步统计，采用本方法与传统的硐室分层施工法相比，成本降低一半，施工效率提升一倍，工期缩短一半。同时安全性大大提高，安全效益显著。

附图说明

图1为实施例中深孔在大硐室中的布置图；

图2为图1的d-d向剖面图；

图3为图1的c-c向剖面图；

附图中，1、切割天井，2、凿岩硐室，3、中深孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述大硐室指长度大于12米，宽度大于6米，高度大于6米的稳固性岩层地下硐室。

实施例

以某铁矿山-480米下水平破碎硐室为例，硐室长13米，宽8米，高11米，根据硐室的尺寸特征，如图1-图3所示，应用井下大硐室中深孔控制爆破的施工方法，包括：

步骤s1：确定大硐室的长度为13米、宽度为8米、高度为11米，大硐室拱顶的起拱线高度为1.4米，依据大硐室拱顶的起拱线高度确定大硐室拱顶的渣石量，以及依据大硐室高度确定切割天井的井口高度；

步骤s2：在大硐室底部施工拉底巷道，拉底巷道原为采矿时用于底部开掘的巷道，此处用于大硐室底部开掘的巷道，拉底巷道从大硐室外部开始施工，至与切割天井(1)连通后停止；

步骤s3：将拉底巷道扩刷成凿岩硐室(2)，依据大硐室的尺寸特征，对拉底巷道进行扩刷，形成一条断面尺寸为宽4米，高3米的凿岩硐室(2)，以利于人员和设备的后继施工；

步骤s4：切割天井施工，切割天井采用普通爬梯法施工，切割天井断面尺寸长2.5米，宽2.5米，高度高出大硐室拱顶高度o.2-o.5米，同时保证切割天井铅锤和边帮的平整，以利于后继的施工，本实施例因在大硐室边界外侧存有原来的废石溜井，利用废石溜井作为切割天井(2)；

步骤s5：上向中深孔(3)施工，在凿岩硐室内，向上施工竖直中深孔(3)，中深孔(3)采用90钻机施工，孔径60毫米，钻孔过程中要保证炮孔垂直；

步骤s6：中深孔装炸药，采取间隔不耦合装炸药，中深孔的全段均敷设导爆索，起爆时在中深孔孔口起爆；

步骤s7：中深孔爆破，以凿岩硐室作为一个最初爆破自由面，以前述切割天井作为另一个最初爆破自由面，依次对中深孔进行爆破；

步骤s8：出渣，使用铲运车分次进行，边角部位借助人工辅助出渣；

步骤s9：喷浆支护，先对大硐室顶部及上部墙体进行喷射混凝土，待与岩土体共同作用形成复合体再对大硐室下端墙体以及附属硐室依次进行喷射混凝土；

步骤s10：形成大硐室。

其中，在步骤s2中，拉底巷道的拉底方法采用浅孔拉底，采用浅孔拉底，是为了采用不留底柱的切割方法，以方便的人员和设备的后继作业，并平整和清理工作面，拉底工作完成。

其中，在步骤s3中，拉底巷道采用全断面法扩刷，由于本实施例为稳固性岩层地下硐室，凿岩硐室(2)的结构断面可采用一次开挖成型，由此减少了开挖对围岩的扰动次数，并且便于组织大型机械化施工，施工速度快，防水处理也简单。

其中，在步骤s5中，上向中深孔为根据大硐室尺寸均匀布置的若干排中深孔，本实施例中为7×10排的中深孔，中深孔排距为1.2-1.3米，中深孔孔距为1.1-1.2米。

其中，在步骤s6中深孔装炸药中，主要施工工序如下：

步骤s61：炸药选用直径32毫米的2号岩石乳化炸药，用胶布将两节2号岩石乳化炸药捆绑在一起，用pvc管送到中深孔底；

步骤s62：依据中深孔的深度，装炸药时采用连续装入若干捆捆扎好的炸药，每捆炸药用o.5米的塑料管间隔，然后再装炸药，本实施例中深孔孔深为6.6-8米，每个中深孔连续装入3捆捆扎好的炸药；

步骤s63：距离所述中深孔孔口1.5米的长度不装炸药，并且中深孔孔口用炮泥封堵；

步骤s64：所有中深孔均为全段敷设导爆索，在中深孔孔口起爆，一次起爆。

其中，在步骤s7中深孔爆破中，爆破采取的方案为：

1)、为防止爆破冲击波对附近设备造成破坏，起爆雷管采用毫秒雷管，可以减轻地震波，减少二次爆破，提高爆破效率；

2)、采用中深孔排内微差，中深孔排间微差爆破，微差爆破也即毫秒爆破，采用微差爆破有以下好处：

2.1)能有效地控制爆破冲击波、震动、噪音和飞石；

2.2)操作简单、安全、迅速；

2.3)可近火爆破而不造成伤害；

2.4)破碎程度好，可提高爆破效率和技术经济效益；

3)、以切割天井为最初自由面，向大硐室两端后退式进行爆破；

4)、每次爆破不超过两排。

由于毫秒系列雷管各段有微小时差，先起爆炸药在岩层中已造成一定的破坏，形成了一定宽的裂隙和附加自由面，为后起爆炸药提供了有利爆破条件。

并且，先起爆炸药在岩层中激起压缩波从自由面反射成拉伸波后，再引爆以后炸药，不仅能消除同时爆炸形成的无应力区或应力降低区，而且能增大该区内的拉应力，使落岩块度均匀。

另外，由于相邻两炸药间隔时间极短，先起爆的炸药在岩层中产生的应力波尚未消失，后起爆的炸药就爆炸，这样被爆岩层就会受到双向应力的作用，从而改善破碎效果，降低炸药用量。

其中，在步骤s9喷浆支护中，依据大硐室岩层特性，确定是否采用喷锚网支护方式以加强支护，本实施例大硐室为稳固性岩层，直接采用喷浆支护，使用pz-5b防爆喷浆机进行喷射混凝土，喷射混凝土为c25，其配比为水∶水泥∶砂∶石子＝o.44∶1∶1.42∶3.17。在岩层稳固性较差的地下大硐室支护中，需要采用喷锚网支护方式以加强支护。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下技术效果：

首先，本发明将矿房回采中的中深孔控制爆炸技术应用到硐室施工中来，用矿房回采的方法解决基本建设中的问题；

其次，本发明因为采用了中深孔控制爆破技术，爆破效率大大提高，同时，采用前期集中打孔后期统一爆破的方法，施工人员不必频繁的进行″打孔-爆破-出渣-打孔″的循环，提高了工作效率。

再次，本发明由于前期集中施工中深孔，人员不必频繁暴露在收爆破扰动的顶板下工作，顶板管理难度降低，施工安全大大提高。

最后，经初步统计，采用本方法与传统的硐室分层施工法相比，成本降低一半，施工效率提升一倍，工期缩短一半。同时安全性大大提高，安全效益显著。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内做做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。