[发明专利]红粘土斜井掘进高效爆破方法

说明书

 

技术领域   

本发明涉及矿井开采爆破方法，尤其是一种红粘土斜井掘进高效爆破方法。

背景技术

红粘土与一般岩土的破碎的原理不同，岩石破碎依靠的是炸药爆炸应力波与气体的联合作用，而粘土破碎主要是依靠爆炸气体的作用。由于粘土的可压缩性，爆破后在粘土壁面上会留下爆破凹坑，这给我们研究粘土的破碎作用原理和炸药爆炸特性提供了极大的方便。爆坑形状除与装药结构有关外，还与抵抗线有关。当药包周围的抵抗线较大时，爆炸能量全部用于压缩其周围的粘土，其爆坑的横截面为圆形，而且爆坑尺寸要比抛掷爆破留下的爆坑尺寸大得多。当药包周围存在较小的抵抗线时，爆坑横截面不再是圆形，沿最小抵抗线方向的半圆则向下拉长，表明当抵抗线合适时，爆炸气体将使其周围的粘土破裂，并沿最小抵抗线方向抛出。

在红粘土层中进行斜井全断面爆破成巷掘进施工工作时，其主要的爆破参数要考虑如下内容：

（1）掏槽方式。巷道掏槽爆破近似为逐段等效集中装药下单自由漏斗爆破，掏槽眼间距主要利用条形装药在介质中产生的破碎区大小为依据确定。

（2）掏槽中心孔设置与作用。由于掏槽爆破夹制大，有部分红土层难以抛出，造成炮眼利用率较低。

（3）炮眼深度。炮眼深度主要由试验要求、钻眼机具的凿岩能力及工人操作水平决定，还与爆后空顶距有关，空顶距直接影响围岩的支护和安全施工。

（4）爆破微差时间及起爆顺序。红土层中实施微差爆破时，粘土层中纵波波速约为1200～2000m/s，在同样相对距离和药包基础上，红土层中产生的应力波的压缩相长度比岩石层中应力波的压缩相长，在离药包比较近的范围内，红土层的质点运动速度、位移量比岩石层的要大，而能流密度小，后起爆的炮孔装药会被先起爆的应力波过于压实而爆轰不完全或不能起爆。试验发现，红土层中群药包爆破约为0.6～0.7m，红土层的位移量达到5mm以上，甚至到10mm，这么大的位移量比炮孔间隙大得多，将引起后起爆的炸药被压实，导致拒爆或爆燃，因此合理微差时间及起爆顺序是制约爆破效率的关键因素，既保证前一时间段起爆炸药为下一时间段的炸药提供自由面，又要防止后起爆的炸药被压实，导致拒爆或爆燃。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有一般岩土的爆破方法不能用于红粘土的缺陷，而提供一种红粘土斜井掘进高效爆破方法。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

红粘土斜井掘进高效爆破方法，其特征在于：

a．在红粘土全断面的纵向中截面处设置一对中心眼，在一对中心眼的外围全断面上设置三对掏槽眼，在三对掏槽眼的外围全断面上设有一圈辅助眼，在红粘土全断面下部由中间横向两侧设有一组底眼；

b．在孔眼内装填炸药，进行一次爆破；

c．然后，在红粘土全断面辅助眼的外围设置一圈以上的副辅助眼，在副辅助眼的外围全断面上设有一圈周边眼，且在红粘土全断面下部底眼的两侧分别设有一组副底眼；

d．在孔眼内装填炸药，进行二次爆破。

上述的主要技术方案的基础上，可以增加以下进一步完善的技术方案：

所述的掏槽眼在红粘土全断面上楔形开凿，优选其轴线与红粘土全断面的纵向中截面的水平夹角为73°，与横向中截面的垂直夹角为90°。

所述的辅助眼在红粘土全断面上楔形开凿，优选其轴线与红粘土全断面的纵向中截面的水平夹角为82°，与横向中截面的垂直夹角为90°。

所述的底眼在红粘土全断面上楔形开凿，优选其轴线与红粘土全断面的纵向中截面的水平夹角为87°，与横向中截面的垂直夹角为90°。

所述的副辅助眼在红粘土全断面上楔形开凿，优选其轴线与红粘土全断面的纵向中截面的水平夹角为88°，与横向中截面的垂直夹角为90°。

所述的周边眼在红粘土全断面上楔形开凿，优选其轴线与红粘土全断面的纵向中截面的水平夹角为87°，与横向中截面的垂直夹角为90°。

所述的副底眼在红粘土全断面上楔形开凿，其轴线与红粘土全断面的纵向中截面的水平夹角为90°，与横向中截面的垂直夹角为85°。

一次爆破时首先起爆掏槽眼，延时后起爆中心眼、辅助眼、底眼。

二次爆破时首先起爆副辅助眼，延时后起爆周边眼、副底眼。

所述的中心眼的垂直深度为1900㎜～2100㎜。

所述的掏槽眼的垂直深度比中心眼浅100 mm～200mm。

所述的辅助眼的垂直深度比中心眼浅100 mm～200mm。