本发明涉及一种可以控制爆破振动和降低围岩损伤的爆破方法，属于采矿施工领域。
背景技术：
随着经济的快速发展，人们对爆破工程的施工要求越来越高，即要求较为高效的爆破需要爆破的岩石，又要求尽最大努力减小对保护围岩的损伤和破坏，例如地下水库、核废料库等特殊工程对围岩完整性要求更高。传统的光面爆破和预裂爆破虽然提高了轮廓规整性，但是由于爆炸能量的无序释放和爆生裂纹的随机扩展，仍会对围岩产生较大损伤和振动，降低围岩稳定性。
技术实现要素：
针对上述情况，本发明之目的就是提供一种减小围岩损伤和降低爆破振动的爆破方法。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种减小围岩损伤和降低爆破振动的爆破方法，其步骤如下：
步骤(1)：在工作面沿巷道轮廓线布置斜掏槽孔(1)、直掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)、预裂辅助孔(5)、周边孔(6)；
步骤(2)：准备具有控制裂纹数量、方向和具有吸能保护作用的特制多功能药管；
步骤(3)：利用炮棍把装有炸药的特制多功能药管装入预裂辅助孔(5)和周边孔(6)，调整特制多功能药管切割缝方向，使其切割缝方向和巷道轮廓线平行，普通炸药卷装入斜掏槽孔(1)、直掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)；
步骤(4)：微差起爆。
所述的爆破方法，步骤(1)中，在预裂辅助孔(5)之间间隔、均匀设置预裂辅助空孔(7)，在周边孔(6)之间间隔、均匀设置周边空孔(8)；步骤(3)中，预裂辅助空孔(7)和周边空孔(8)不装药。空孔有两个作用：1.引导定向裂纹扩展向空孔方向扩展；2.抑制定向裂纹尖端在爆炸荷载作用下产生翼裂纹向保留岩体扩展。
所述的爆破方法，预裂辅助空孔(7)和周边空孔(8)的直径大于等于预裂辅助孔(5)、周边孔(6)的直径。
所述的爆破方法，所述步骤4中微差起爆顺序为预裂辅助孔(5)最先起爆，然后按照斜掏槽孔(1)、直掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)、周边孔(6)顺序起爆。
所述的爆破方法，所述步骤(1)中预裂辅助孔(5)和周边孔(6)排间距大于周边孔(6)和周边空孔(8)炮眼间距，以保证周边孔(6)之间能形成贯穿裂纹，形成规整轮廓面。
所述的爆破方法，所述多功能药管包括炸药腔(9)、包围炸药腔的环状空腔(10)、贯穿空腔(10)的切割缝(11)；在临近被爆岩石方向的空腔内灌入包括细沙在内的不可压缩颗粒状扩能物质，利用爆炸产生的颗粒"射流"破坏岩石,加强裂纹扩展；在临近被保护围岩的空腔中加入包括橡胶、泡沫铝在内的吸能物质，保护围岩。
与现有技术相比，本发明的有益效果之一预裂辅助孔最先起爆，在掏槽孔、辅助孔起爆之前形成预裂缝，以消弱掏槽孔、辅助孔爆炸形成的应力波向保留岩体传播和阻止掏槽孔、辅助孔爆炸形成的爆生裂纹向保留岩体扩展。本发明的有益效果之二未起爆的周边炮孔会对预裂辅助孔和掏槽孔、普通辅助孔爆炸产生的应力波起到消弱作用。本发明的有益效果之三周边孔最后起爆，在爆破岩体方向，先起爆的预裂辅助孔、掏槽孔和普通辅助孔为周边孔形成临空面，引导周边孔爆炸能量向被爆岩体的临空面传播，减小向保护岩体传播，降低对保护围岩的破坏。本发明的有益效果之四预裂掏槽孔和周边孔中设置孔口不仅可以引导定向裂纹向空孔方向扩展，优化定向断裂效果，还可以抑制定向裂纹尖端在爆炸荷载作用下产生翼裂纹向保留岩体扩展；本发明的有益效果之五特制药管两层管壳之间加入吸能物质可以加强对保留岩体的保护。
附图说明
图1示出了基于辅助孔预裂降振减损平巷炮孔布置图(a为正面视图，b为俯视图)；
图2示出了基于辅助孔预裂降振减损立井炮孔布置图(a为正面视图，b为断面图)；
图3示出了基于辅助孔预裂降振减损平巷炮孔布置图(有空孔)，a为正面视图，b为俯视图；
图4示出了基于辅助孔预裂降振减损立井炮孔布置图(有空孔)，a为正面视图，b为断面图；
图5示出了多功能药管两切缝示意图；
图6示出了多功能药管三切缝示意图；
图中：1-斜掏槽孔；2-直掏槽孔；3-第一普通辅助孔；4-第二普通辅助孔；5-预裂辅助孔；6-周边孔；7-预裂辅助空孔；8-周边空孔；9-炸药腔；10-空腔；11-切割缝。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1
图1给出了基于辅助孔预裂降振减损平巷炮孔布置图，图2给出了基于辅助孔预裂降振减损立井炮孔布置图，包括斜掏槽孔(1)、直掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)、预裂辅助孔(5)、周边孔(6)。
实施例2
参考图3和图4，针对岩性不好的情况，例如岩石极硬或是岩石裂隙发育较多的情况下使用，在实施例1的基础上，预裂辅助孔(5)之间间隔、均匀设置预裂辅助空孔(7)，在周边孔(6)之间间隔、均匀设置周边空孔(8)。
实施例3
图5给出了两切缝特制药包结构示意图，图6给出了三切缝特制药包结构示意图，包括装药腔(9)、空腔(10)、切割缝(11)，其中空腔(10)上部可以加入吸能物质保护围岩，下部可以加入扩能物质加大炸药能量利用率，特制药包管壳还可设计为单纯pvc，没有空腔(10)；切割缝(11)可根据实际工程需要设计为1条切割缝、2条切割缝、3条切割缝、4条切割缝等多条切割缝。
实施例4
以下描述基于实施例1的基于辅助孔预裂降振减损爆破方法(平巷)，包括以下步骤：
步骤1：在巷道工作面布置单圈斜掏槽孔(1)，掏槽孔(1)位于巷道断面中下部，如图1所示。
作为优选方案，斜掏槽孔1孔间距450mm，孔径42mm，倾角81°，孔深2m。
步骤2：在斜掏槽孔1的外围继续布置两排普通辅助孔，分别是第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)，如图1所示。
作为优选方案，斜掏槽孔1和第一普通辅助孔(3)之间间距为550mm，第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)行间距550mm，炮孔之间间距450mm,垂直打孔，孔深2m。
步骤3：在第二普通辅助孔(4)外围巷道工作面布置预裂辅助孔(5)，如图1所示。
作为优选方案，预裂辅助孔(5)孔间距为600mm,孔深2m，预裂辅助孔(5)和普通辅助孔(4)排间距为550mm。
步骤4：在预裂辅助孔(5)外围巷道工作面布置周边孔(6)，如图1所示。
作为优选方案，周边孔(6)之间间距600mm，预裂辅助孔(5)和周边孔6之间间距为600mm，如图1所示。
步骤5：制作多功能药管。先把炸药装入特制多功能药管的炸药腔(9)。然后制作起爆药管，起爆药包要将两发电雷管脚线剪掉只保留20cm长，分别与放炮母线连接，且用绝缘胶带裹紧，防止短路和断路。然后将两发雷管插入炸药柱内并装入特制多功能药管中的炸药腔(9)。制作起爆药包的地点要距炸药存放点10m以外。
作为优选方案，制作多功能药管时，可在上部空腔内塞入泡沫等吸能物质，可以大大吸收爆炸向上部保留岩体传播的能量，减小爆炸对保留岩体的伤害。
步骤5：将特制多功能药管装入预裂辅助孔(5)和周边孔(6)中然后调整多功能药管切割缝(11)的方向，使切割缝(11)方向平行于轮廓线方向，这样可以确保炸药爆炸后沿切割缝方向形成宏观裂纹。
步骤6：将普通炸药装入斜掏槽孔(1)和第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)中。
步骤7：毫秒微差起爆，起爆损伤依次为预裂辅助孔(5)、掏槽孔(1)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)，周边孔(6)。
步骤8：出渣。
实施例5
以下描述基于实施例1的基于辅助孔预裂降振减损爆破方法(立井)，包括以下步骤：
步骤1：在立井工作面布置斜眼掏槽孔(1)和直眼掏槽孔(2)，如图2所示。
作为优选方案，斜眼掏槽孔(1)圈径1600mm,炮孔间距628mm,炮孔倾角81°，直眼掏槽孔(2)圈径1800mm,炮孔间距706mm，炮孔深度5.4m。
步骤2：在立井工作面布置第一普通辅助孔(3)和第二普通辅助孔(4)，如图2所示。
作为优选方案，第一普通辅助孔(3)圈径3100mm,炮孔间距885mm；第二普通辅助孔(4)圈径4300mm,炮孔间距843mm。
步骤3：在立井工作面布置预裂辅助孔(5)，如图2所示。
作为优选方案，预裂辅助孔(5)圈径5300mm，预裂辅助孔(5)两炮孔之间间距800mm。
步骤4：在立井工作面布置周边孔(6)，如图2所示。
作为优选方案，周边孔(6)圈径6600mm,周边孔(6)两炮孔之间间距800mm。
步骤5：把装有炸药的特制多功能药卷装入辅助预裂孔(5)和周边孔(6)中，切割缝方向平行于立井轮廓线，用炮泥封堵。
作为优选方案，可在临近被爆岩石方向的空腔内灌入细沙等不可压缩颗粒状扩能物质，利用爆炸产生的颗粒"射流"破坏岩石,加强裂纹扩展；在临近被保护围岩的空腔中加入橡胶、泡沫铝等吸能物质，保护围岩。
步骤6：将普通炸药装入斜掏槽孔(1)、直眼掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)中，然后用炮泥封堵。
步骤7：采用毫秒微差起爆，起爆顺序为：预裂辅助孔(5)、斜掏槽孔(1)、直眼掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)，周边孔(6)。
步骤8：出渣。
实施例6
以下描述基于实施例2的基于辅助孔预裂降振减损爆破方法(平巷)，包括以下步骤：
步骤1：在巷道工作面布置单圈斜眼掏槽孔(1)，掏槽孔(1)位于巷道断面中下部，如图3所示。
作为优选方案，斜掏槽孔空间距450mm，孔径42mm，倾角81°，孔深2m。
步骤2：在巷道工作面布置第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)，如图3所示。
作为优选方案，第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)行间距550mm，炮孔之间间距450mm,垂直打孔，孔深2m。
步骤3：在巷道工作面布置预裂辅助孔(5)和预裂辅助空孔(7)，如图3所示。
作为优选方案，预裂辅助孔(5)孔间距为600mm,预裂辅助孔(5)和预裂辅助空孔(7)之间间距300mm，孔深2m，预裂辅助孔(5)、预裂辅助空孔(7)和第二普通辅助孔(4)排间距为550mm。
步骤4：在巷道工作面布置周边孔(6)和周边空孔(8)，如图2所示。
作为优选方案，周边孔(6)和周边空孔(8)之间间距300mm，周边孔(6)之间间距600mm，周边空孔(8)均匀分布在相邻两周边孔(6)之间，如图2所示。
步骤5：制作多功能药管。先把炸药装入特制多功能药管的炸药腔(9)。然后制作起爆药管，起爆药包要将两发电雷管脚线剪掉只保留20cm长，分别与放炮母线连接，且用绝缘胶带裹紧，防止短路和断路。然后将两发雷管插入炸药柱内并装入特制多功能药管中的炸药腔(9)。制作起爆药包的地点要距炸药存放点10m以外。
作为优选方案，制作多功能药管时，可在上部空腔内塞入泡沫等吸能物质，可以大大吸收爆炸向上部保留岩体传播的能量，减小爆炸对保留岩体的伤害。
步骤5：将特制多功能药管装入预裂辅助孔(5)和周边孔(6)中然后调整多功能药管切割缝(11)的方向，使切割缝(11)方向平行于轮廓线方向，这样可以确保炸药爆炸后沿切割缝方向形成宏观裂纹。
步骤6：将普通炸药装入斜掏槽孔(1)和第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)中。
步骤7：毫秒微差起爆，起爆损伤依次为预裂辅助孔(5)、掏槽孔(1)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)，周边孔(6)。
步骤8：出渣。
实施例7
以下描述实施例2的基于辅助孔预裂降振减损爆破方法(立井)，包括以下步骤：
步骤1：在立井工作面布置斜眼掏槽孔(1)和直眼掏槽孔(2)，如图4所示。
作为优选方案，斜眼掏槽孔(1)圈径1600mm,炮孔间距628mm,炮孔倾角81°，直眼掏槽孔(2)圈径1800mm,炮孔间距706mm，炮孔深度5.4m。
步骤2：在立井工作面布置第一普通辅助孔(3)和第二普通辅助孔(4)，如图2所示。
作为优选方案，第一普通辅助孔(3)圈径3100mm,炮孔间距885mm；第二普通辅助孔(4)圈径4300mm,炮孔间距843mm。
步骤3：在立井工作面布置预裂辅助孔(5)和预裂辅助空孔(7)，如图2所示。
作为优选方案，预裂辅助孔(5)圈径5300mm，预裂辅助孔(5)两炮孔之间间距800mm，预裂辅助空孔(7)布置在两预裂辅助孔(5)之间，预裂辅助孔(5)和预裂辅助空孔(7)间距400mm。
步骤4：在立井工作面布置周边孔(6)和周边空孔(8)，如图2所示。
作为优选方案，周边孔(6)圈径6600mm,周边孔(6)两炮孔之间间距800mm，周边空孔(8)布置在两周边孔(6)之间，周边孔(6)和周边空孔(8)之间间距800mm。
步骤5：把装有炸药的特制多功能药卷装入辅助预裂孔(5)和周边孔(6)中，切割缝方向平行于立井轮廓线，用炮泥封堵。
作为优选方案，可在临近被爆岩石方向的空腔内灌入细沙等不可压缩颗粒状扩能物质，利用爆炸产生的颗粒"射流"破坏岩石,加强裂纹扩展；在临近被保护围岩的空腔中加入橡胶、泡沫铝等吸能物质，保护围岩。
步骤6：将普通炸药装入斜掏槽孔(1)、直眼掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)中，然后用炮泥封堵。
步骤7：采用毫秒微差起爆，起爆顺序为：预裂辅助孔(5)、斜掏槽孔(1)、直眼掏槽孔(2)、第一普通辅助孔(3)、第二普通辅助孔(4)，周边孔(6)。
步骤8：出渣。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。