[发明专利]一种矿井平巷掘进掏槽方法及爆破主要参数

权利要求书

1.一种矿井平巷掘进掏槽方法及爆破主要参数，其特征在于：采用双耳龟裂掏槽结构，九个掏槽炮孔垂直于直立的作业面，沿作业面中心偏下10-30cm的十字架布置，其中十字架的中心炮孔（1）、十字架竖向端头的龟裂掏槽炮孔（2）和十字架横向端头的双耳掏槽炮孔（3）为装药孔，中心炮孔（1）与龟裂掏槽炮孔（2）、双耳掏槽炮孔（3）之间为空孔（4）；

平巷掘进爆破主要参数包括炮孔直径、炮孔深度、炮孔数目和单位炸药消耗量；

[1] 炮孔直径：炮孔直径影响凿岩生产率、孔数、单位炸药消耗量和巷道周壁平整度，炮孔直径以及相应炸药管直径的增大，使炸药能量相对集中，爆速和爆炸稳定性都相应的提高；但是，过大的炮孔直径将导致凿岩速度的降低，并影响岩石破碎质量、巷道周壁平整度和围岩稳固性；采用YT-28型风动式凿岩机配用带一字型钻头的钎头钻凿直径为42 mm的爆破孔，采用硝铵炸药，药管长度200mm,直径32mm，填药方式为非完全耦合，不耦合系数?=42/32=1.3；

[2] 炮孔深度  

炮孔深度是指炮孔底到工作面的垂直距离，为了实现快速掘进，在提高掘进机械化程度和改善工作组织的前提下，应力求加大孔深和增加循环次数，在目前我国技术装备条件下，无轨平巷的炮孔深度L=1.5～2.5m，掏槽炮孔深度L₁=（L+0.2）m；

[3] 炮孔数目

  炮孔数目主要同巷道断面、岩石性质和炸药性能等因素有关，炮孔数过少将造成大块岩渣过多，不利于高效率装岩；反之，炮孔数过多则会使凿岩工作量增大，炮孔数目按下列公式计算：

巷道断面面积   S=(h₂+0.198B₀)*B₀

炮孔数目       N=3.3(f*S²)^1/3

其中：  h2—从道渣面算起巷道墙高，    B0—巷道净宽度， f—岩石硬度普氏系数； 

[4] 孔间距的选取

掏槽孔的孔间距d₁= (0.08-0.15)m，

辅助孔（6）间距d₂= (0.4-0.8)m，

帮孔（5）间距选取 (0.5～1.0)m，帮孔（5）距巷道轮廓线选取(0.1～0.2)m；采用光面爆破时在顶孔（8）、帮孔（5）各增一个孔，不偶合装药，或采用低威力炸药、小药卷，装药量为0.1-0.5kg/m,孔间距d₃=0.6m，底孔（7）间距d₄=0.5m，从而达到光面爆破效果；

[5] 单位炸药消耗量的选取

单位炸药消耗量随炸药性能、岩石性质、井巷断面以及爆破参数的不同而不同，该值的大小对爆破效果、凿岩和装岩的工作量、炮孔利用率以及巷道周壁平整性和围岩稳定性等均有较大影响；单位炸药消耗量值选取偏低时，爆破后巷道断面往往达不到设计要求；而选值过高又会造成浪费，还可能因为过剩能量产生的冲击波对岩壁和设备造成破坏，从而增加巷道的维护成本；

每立方米岩体的单位炸药消耗量用普氏公式计算 ：

S=(h₂+0.198B₀)*B₀

q=1.1*K_O*(f/s)^1/2

其中：K_O—炸药爆力校正系数， K_O=525/p,p为爆力取300ml；

F —岩石硬度普氏系数， S—巷道断面面积 ；

h₂—从道渣面算起巷道墙高，  B₀—巷道净宽度；

[6] 每孔装药量 

掏槽孔最重要，而且爆破条件最差，应分配较多的药量，设定为q， 辅助孔药量次之为0.8q，底孔分配药量为0.7q ，帮孔及顶孔药量分配较少为0.6q ；

[7] 炮孔堵塞

爆破作业严格按照国家安全规范进行装药、堵塞、填药后，炮泥（11）封口,封口长度不小于200mm；

[8] 起爆网路

采用微差毫秒爆破技术，炮孔内装填带毫秒导爆管雷管（10）的炸药卷（9）；起爆顺序为掏槽孔―-辅助孔―-周边孔，每类炮孔再分组按顺序起爆，五个掏槽孔用2、4段毫秒延期雷管；四个辅助孔用6、8段毫秒延期雷管；四个周边孔用10段毫秒延期雷管；三个顶孔（8）用12段毫秒延期雷管；五个底孔（7）用14、16段毫秒延期雷管；利用掏槽孔先期起爆所形成的自由面，一次起爆炮孔数少，除能够充分利用自由面之外，还能减弱震动、空气冲击波的强度和噪声；

将装药掏槽孔、辅助孔一共九个孔，孔内各放一发毫秒导爆管雷管（10）并为一束，连接一发瞬发电雷管；12个周边孔各放一发毫秒导爆管雷管（10）也并为一束，连接一发瞬发电雷管，然后两发瞬发电雷管并联到起爆器上，用起爆器起爆孔外瞬发电雷管，然后电雷管起爆孔内毫秒导爆管雷管（10）；

采用微差毫秒爆破技术，起爆顺序为掏槽孔―辅助孔―周边孔，每类炮孔再分组按顺序起爆，利用装药掏槽孔先期起爆所形成的自由面，一次起爆炮孔数少，除能够充分利用自由面之外，还能减弱震动、空气冲击波的强度和噪声。

2.根据权利要求1所述一种矿井平巷掘进掏槽方法及爆破主要参数，其特征在于：所述各掏槽炮孔孔间距控制在8-15cm，同时控制起爆顺序：首先起爆龟裂掏槽炮孔（2），形成一条竖向龟裂缝，然后再起爆双耳掏槽炮孔（3），形成一个以十字架为中心的棱形槽腔。