一种穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法与流程

本发明涉及一种穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，尤其适用于采用菱形布置上向扇形中深孔的分段崩落法及分段空场法开采，且对爆破振动尤其是对地面建筑物振动控制有严格要求的矿山。

背景技术：

1、近年来，国家对矿山企业安全生产管控力度不断增加，对矿山企业环境建设要求越来越高，爆破振动不对周边居民生活产生影响成为矿山企业发展的一个要点。而对于一些周边建构筑物分布较多，甚至就位于城市周边或里面的非煤矿山，开采的爆破振动已成为影响企业可持续发展的主要问题之一。

2、作为爆破破坏作用“三大公害”之首的爆破振动，一直是爆破技术安全领域的重要研究对象。长期以来，为了有效控制爆破振动造成的不利影响，国内外广大爆破工作者对爆破地震波的传播规律及其爆破振动的安全控制技术开展了大量研究，并取得了显著成果。但是，由于爆破地震波本身的瞬时性、突变性、爆破介质和赋予条件的复杂性及爆区周围受控结构类型的多样性，导致爆破振动效应的响应特征及爆破振动灾害的主动控制仍然非常复杂。尤其在城市地下工程爆破施工中，对降低爆破振动效应的控制提出了更高的要求。

3、对已有研究和工程应用实践分析发现，对矿山爆破减震的研究和技术措施主要包括：

4、1、通过对矿山正常生产爆破振动的监测，确定与其地质地形特征相适应的爆破振动传播公式，国内矿山一般按照萨道夫斯基公式形式。但国内爆破界大都采用的形式，而国外多采用的形式，不同矿山确定其不同的k、α值，利用上述经验公式来反算得到最大单段药量，以此来控制爆破振动影响。

5、2、通过爆破振动规律研究，研究改善爆破效果的爆破技术和爆破参数。如延时干扰减震爆破技术，即采用合理的微差爆破时间达到地震波峰谷叠加，相互干扰抵消，达到减震效果。目前数码电子雷管的出现，对大规模的微差爆破可以实现单孔精准微差起爆，爆破效果得到极大改善。此外，分段微差爆破、逐孔起爆、预裂爆破、孔间微差的工程应用均实现了有效的爆破振动控制效果，但在实际操作时工艺的复杂程度和可操作性有较大区别。

6、综合而言，现有爆破减振技术主要有两种：一种为震源减振，即通过孔间微差或孔内微差技术达到控制、减少爆破震源一次爆破药量效果，从而降低爆破振动；另一种为传播途径减振，即通过阻断和干扰地震波传播路径实现减弱爆破地震波。但是，单段药量是影响爆破振动的主要因素，且因常常受场地限制等因素影响，震源减振仍然是爆破减震的最主要途径，因此，震源减震的核心目标或技术措施如何减少最大单段起爆药量。

技术实现思路

1、本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，该方案降低最大单段起爆药量，施工和操作简单，同时又能保证爆破效果，达到严格控制和减小爆破振动的目的。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，所述方法包括以下步骤：

3、炮孔施工时，利用凿岩设备钻凿上向扇形中深孔，即正排炮孔，单个进路一次性全部施工完成，在正排孔的前方或者后方平行布置一排短炮孔，即副排炮孔，副排炮孔对应正排孔中间深度最大的3～5个炮孔，孔底不超过上分段。回采爆破装药时，正排炮孔中间深孔仅上分段装药，下分段不装药，副排短炮孔装药至孔底，装药连线完成后孔口均采用炮泥进行堵塞，采用数码电子雷管起爆，起爆药包在孔口部位(或孔底)，按照先正排孔再副排孔的顺序逐孔起爆微差爆破。采用数码电子雷管控制最佳延期时间进行逐孔起爆，该技术方案可以有效的提升减震效果。

4、其中，正副排炮孔的排间距取30～40cm，副排炮孔仅布置在下分段，倾向倾角与正排炮孔保持一致。正副排炮孔中间间距30～40cm，以不对下一次爆破的正炮炮孔产生破坏为准，且又能保障爆破效果，控制大块率。

5、其中，沿凿岩进路轴线方向且平行于正排孔的前方或后方钻凿一排短炮孔即副排炮孔。

6、其中，所述正排炮孔根据采场结构参数进行设计，包括两个边孔和若干中间孔，其中中心孔(一般3～5个)为该排炮孔中深度最大的炮孔。

7、其中，正排炮孔装药时，中间深度最大的3～5个炮孔仅装上分段，控制单个炮孔的最大装药量。副排炮孔和正排其他炮孔按设计正常装药。本发明采用排间穿插短炮孔，将原上向扇形中深孔，即正排孔的中间深孔仅上分段装药，下分段不装药，利用穿插的短炮孔装药替代正排孔的中间深孔的下分段装药爆破来联合控制爆破效果。利用穿插的短炮孔将正排炮孔的中间深孔装药量减少一半，有效减低了最大单段起爆药量。该方法无需将正排炮孔的中间深孔进行单个孔内分段爆破，避免将爆破工艺复杂化，在最大限度控制工程量的同时，做到装药、连线和起爆易于操作，工序简单。

8、其中，爆破时正副排炮孔均从一侧逐孔起爆，副排炮孔在正排炮孔爆破结束后起爆。相邻炮孔孔底错开一定长度装药，控制炮孔间距，所有炮孔孔口均采用炮泥堵塞。

9、相对于现有技术，本发明具有如下优点，穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，可以将上向扇形中深孔，尤其是菱形布置的上向扇形中深孔中间深孔进行错位分段爆破。中间深孔仅上分段装药，在逐孔起爆的情况下，原装药量最大的中间深孔的药量减少一半，大幅减小了最大单段起爆药量引起的震动效应。由于布置了副排炮孔，且合理控制正副排炮孔之间的间距，使得下分段中间区域也能起到良好的破岩效果。由于仅针对中间少量的深孔布置下分段副排孔，凿岩工程量增加得以合理控制。副排炮孔的设置避免了针对中间深孔进行单孔分段装药、分段爆破的复杂间隔装药结构造成的精准控制相对困难，不耦合装药施工效率低，阻隔材料成本较高等缺陷，对于有严格控制爆破振动要求的地下矿山开采而言，具有工艺简单、适应性更强的优点。

技术特征：

1.一种穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，其特征在于，正副排炮孔的排间距取30～40cm，副排炮孔仅布置在下分段，与正排炮孔平行，即倾向倾角与正排炮孔保持一致。

3.根据权利要求1所述的穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，其特征在于，沿凿岩进路轴线方向且平行于正排孔的前方或后方钻凿一排短炮孔即副排炮孔。

4.根据权利要求1所述的穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，其特征在于，所述正排炮孔根据采场结构参数进行设计，包括两个边孔和若干中间孔，其中中心孔3～5个，为该排炮孔中深度最大的炮孔。

5.根据权利要求1所述的穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，其特征在于，正排炮孔装药时，中间深度最大的3～5个炮孔仅装上分段，控制单个炮孔的最大装药量，副排炮孔和正排其他炮孔按设计正常装药。

6.根据权利要求1所述的穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，其特征在于，爆破时正副排炮孔均从一侧逐孔起爆，先正排炮孔再副排炮孔起爆，采用数码电子雷管精准控制微差时间。

技术总结
本发明涉及一种穿插短炮孔的上向扇形中深孔分段减震爆破方法，所述方法包括以下步骤：炮孔施工时，利用凿岩设备钻凿上向扇形中深孔，即正排炮孔，单个进路一次性全部施工完成，在正排孔的前方或者后方布置一排与之间隔30～40cm且平行的短炮孔，即副排炮孔，副排炮孔对应正排孔中间深度最大的3～5个炮孔，孔底不超过上分段。回采爆破装药时，正排炮孔中间深孔仅上分段装药，下分段不装药，副排短炮孔装药至孔底，装药连线完成后孔口均采用炮泥进行堵塞，采用数码电子雷管起爆，起爆药包在孔口部位(或孔底)，按照先正排孔再副排孔的顺序逐孔起爆微差爆破，该方案降低最大单段起爆药量，施工和操作简单，同时又能保证爆破效果，达到严格控制和减小爆破振动的目的。

技术研发人员：王连生,高峰,杨潘磊,王文锋,张航,谢金熹,程海军,彭阳
受保护的技术使用者：南京宝地梅山产城发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19