应用中深孔爆破施工井下稳固性岩层大型硐室的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及应用中深孔爆破施工井下稳固性岩层大型硐室的方法，属于非煤矿山井下硐室开挖的领域。
【背景技术】
[0002]随着矿业的发展，以及大型机械化设备在矿山的广泛应用，矿山井下大型硐室不仅在数量、功能方向有所增加，而且对工程施工进度、施工质量的要求也越来越高。
[0003]传统常用的井下大型硐室施工方法是上下导硐、分层施工的方法，即采取上下导硐，天井溜渣，先拱后墙，自上而下分层开挖的施工技术。该技术存在工艺复杂、施工效率低、工期长等突出缺点，但有效地解决了在中等稳固和稳固性较差的岩层中大型硐室的施工技术难题。然而，对于稳固性较好的岩层中大型硐室施工，业内人员一直在模索一种效率更高，工艺更为合理的施工方法。
【发明内容】
[0004]本申请发明人经研究发现，当硐室所处位置围岩稳定，具备中深孔爆破条件时，通过合理的中深孔布置及支护方式设计，中深孔爆破法是一种安全可靠、技术可行的硐室施工方法。因此，本发明提供一种应用中深孔爆破施工井下稳固性岩层大型硐室的方法，本方法适用于非煤矿山稳固性岩层井下大型硐室的施工，如破碎硐室、提升机硐室、维修硐室等掘砌施工。本发明所述大型硐室指长度大于15m，宽度大于6m，高度大于6m的稳固性岩层地下硐室。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:应用中深孔爆破施工井下稳固性岩层大型硐室的方法，包括:
[0006]I)硐室内切割巷(先行导硐)和凿岩巷掘进及附属硐室的施工
[0007]首先标定先行导硐的中心线和腰线，沿硐室长轴方向，在硐室断面中央底板掘进一条先行导硐，作为切割巷，其两端与外部工程联通，当先行导硐掘完后，根据设计所需，标定附属硐室的位置，使用手抱钻施工凿岩巷及附属硐室；
[0008]2)切割天井施工
[0009]切割巷(先行导硐)、凿岩巷及附属硐室施工完毕后，在切割巷(先行导硐)的中间部位采用托钩法反掘一条天井至硐室顶板，即切割天井，作为硐室开挖切割槽的最初补偿空间，切割天井高度应超出硐室拱顶高度0.2m，同时保证切割天井铅垂和边帮的平整，以利于切割槽施工的顺利进行；
[0010]3)中深孔凿岩
[0011]切割天井施工完毕后，即进行中深孔凿岩施工，中深孔凿岩施工采用2台YGZ-90型钻机凿岩，先施工切割巷(先行导硐)内的拉切割槽中深孔，再施工硐室内的正排中深孔，最后施工硐室两端的正排中深孔；
[0012]拉切割槽中深孔以切割天井为中心，向两边布置，钻头孔径55mm，孔底距1.0m，邻近切割天井的两排中深孔排距分别为0.8m，后面的排距均为1.0m，采用垂直平行孔布置(炮孔彼此平行并且铅垂的炮孔，中深孔就是炮孔)；
[0013]切割巷(先行导硐)的两侧各布置两排正排中深孔，硐室的两端各布置一排正排中深孔，钻头孔径55mm，排距1.425m，孔底距1.5m，采用垂直扇形孔布置(整排炮孔呈扇形状，排面为铅垂的炮孔，中深孔就是炮孔)，边孔角为10° ;
[0014]4)中深孔爆破
[0015]首先进行拉切割槽中深孔爆破，随后进行正排中深孔爆破，拉切割槽中深孔爆破以切割天井为最初自由面，分次进行爆破形成切割槽，正排中深孔以切割槽为自由面依次进行爆破；
[0016]炸药使用散装膨化硝铵炸药，起爆弹使用直径Φ32mm X 300mm X 200g乳化炸药，拉切割槽中深孔的装药系数为0.9，正排中深孔的装药系数平均为0.85，同排相邻的正排中深孔装药系数采用0.9与0.8交替进行装药，相邻排相对的正排中深孔的装药系数采用0.9与
0.8交替进行装药，装药密度为0.95kg/m3;比如说某个正排中深孔的装药系数为0.8，则同排相邻的正排中深孔的装药系数为0.9，相邻排相对的正排中深孔的装药系数为0.9 ；
[0017]5)作业面通风
[0018]硐室内切割巷和凿岩巷掘进及附属硐室的施工、切割天井施工、中深孔凿岩以及中深孔爆破后，出渣时间和支护时间的通风均采取局扇辅助通风，其他施工因导硐或硐室完工后，其两端与外部工程相通，利用井下通风系统进行通风；
[0019]6)出渣与修帮、平底
[0020]6.1)出渣:使用铲运机分次进行，边角部位借助人工辅助出渣，待全部爆破结束并通风后，硐室内预留高2.55m的废渣作支护作业平台，硐室顶部和边帮支护完工后，再将剩余的废渣出净；
[0021]6.2)修帮、平底:施工前由技术人员进行断面检查，对爆破后出现的欠挖处进行标示，然后采用YT-28钻机进行修帮平底；
[0022]中深孔爆破后，在硐室底部会留下平均高1.2m的岩石平台体，岩石平台体采用YT-28 钻机施工水平眼进行爆破，水平眼间距和排距均为 600mm，采用乳化药卷炸药，药卷规格为Φ 32mm X 200mm X 200g，雷管选用半秒延期非电塑料导爆雷管，起爆方式采用电容式起爆器起爆；
[0023]7)硐室支护
[0024]硐室中深孔最后一次爆破通风后，对硐室顶部及墙部进行撬毛作业，通过端部原先行导硐入口爬渣进入硐室内，利用各部分爆破预留渣石作为平台，首先对硐室顶部及上部墙部进行喷锚网支护，出净渣石后再进行硐室下端墙部喷锚网支护和附属硐室喷锚网支护；
[0025]8)硐室混凝土底板施工
[0026]硐室底板找平清理后即进行底板混凝土施工，底板混凝土采用C25，混凝土浇筑过程中，用插入式振捣器捣固，振动棒插入混凝土50?100mm，每次移动400mm，振动时间20?30s，下插快、上拔慢，防止留有插孔痕迹，不得触及模板和预埋件。
[0027]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0028]进一步，在I)中，所述先行导硐断面尺寸为宽4.2mX高3.9m。
[0029]进一步，在I)中，所述凿岩巷及附属硐室断面尺寸为宽3mX高3m。
[0030]进一步，在2)中，所述切割天井断面尺寸为长2.5m(硐室长轴方向)X宽2.0m。
[0031]进一步，在3)中，为防止拉切割槽中深孔和正排中深孔爆破后，硐室宽度、长度和拱部高度出现超挖现象，各边帮部位的正排中深孔底端应距离硐室边帮0.15m。
[0032]进一步，在4)中，起爆采用毫秒微差分段爆破法，每排中深孔均使用同一段雷管，排间采用毫秒延期雷管，实行逐排起爆，每孔内装入两发非电毫秒延期导爆管雷管和全长导爆索，导爆索伸出孔外0.2m?0.4m，单排导爆索在孔口连接，起爆雷管装在孔底位置。
[0033]采用此步骤的有益效果是采取毫秒微差起爆，降低了爆破地震波破坏作用，保护了硐室围岩，提高了围岩的自稳能力。
[0034]进一步，在4)中，切割巷(先行导硐)两侧各布置两排正排中深孔，靠近切割巷(先行导硐)的那两排正排中深孔分别为正排第一排中深孔和正排第三排中深孔，正排第二排中深孔位于正排第一排中深孔远离切割巷(先行导硐)的一侧，正排第四排中深孔位于正排第三排中深孔远离切割巷(先行导硐)的一侧，硐室的两端各布置一排正排中深孔，分别为正排第五排中深孔和正排第六排中深孔，
[0035]中深孔爆破顺序:
[0036]第一步:拉切割槽中深孔以切割天井为最初自由面，向硐室两端后退式进行爆破，每次爆破4排，分9次完成爆破，爆破后将废渣出净；
[0037]第二步:爆破正排第一排中深孔，爆破后将废渣出净；
[0038]第三步:爆破分三段起爆，第一段爆破正排第二排中深孔，第二段爆破正排第三排中深孔，第三段爆破正排第四排中深孔；
[0039]第四步:爆破硐室两端的正排第五排中深孔和正排第六排中深孔，采取分次起爆爆破或同一次起爆爆破。
[0040]采用此步骤的有益效果是切割槽布置在硐室的中间，由切割槽两侧后退式分次爆破，向中间崩，减少了对硐室边帮围岩的破坏，提高了围岩自稳能力和矿渣的集中度，降低了支护成本，为后序施工与施工效率的提高创造了有利条件。
[0041]进一步，在7)中，所述硐室支护采取喷锚网支护方式，其中锚杆采用Φ18mm的螺纹钢砂楽销杆，支护长度为2250mm，间距I OOOmm，排距I OOOmm，销杆托盘采用δ = 1mm的钢板制作，尺寸为200mm X 200mm;钢筋网