CN102109304A - 岩石***裂纹定向扩展方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩石***裂纹定向扩展方法与装置，利用沿纵向壁对称设有双切缝的切缝管和***组成岩石***裂纹定向扩展装置，在巷道周边炮孔的定向***或露天边坡预裂***中，将其放入炮孔中，切缝方向与预***轮廓方向的夹角小于150，完成定向断裂***。利用***能量优先沿切缝方向集中释放，从而获得精确控制的***断裂面，大大减小围岩、边坡等其它方向的爆生裂纹数，限制了需保护方向的爆生裂纹扩展长度，生产效率高，施工成本低，其整体结构简单、使用方便，尤其适用于岩巷、隧道、边坡的定向控制***中。
Description
技术领域
本发明涉及一种定向断裂***方法，特别涉及一种利用聚能药卷进行岩石***裂纹定向扩展方法及装置，属于工程***施工领域。
技术背景
目前，在国内外巷(隧)道、边坡***施工中广泛采用光面***、预裂***等技术手段，受自身结构原理方面的限制，大多数***存在超挖、欠挖、周边不平整和边坡破坏严重的现象。现国内外使用的定向断裂***方法大致分为两种：(1)采用切槽钻头，在炮孔壁的轴线上按岩石开裂方向切出一条一定深度的槽，形成切槽炮孔后进行***；(2)改变装药结构，实现岩石裂缝扩展的定向控制。两种方式各有不同，但使用效果并不理想，随着人类开发自然、改造自然的需要，设计一种新的定向扩展断裂***方法就成为本发明的主要目的。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种安全、高效、成本低廉的利用聚能药卷进行巷(隧)道周边轮廓定向断裂***和边坡定向预裂***的岩石***裂纹定向扩展方法，以及根据此方法制作的***装置。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种岩石***裂纹定向扩展方法，具体步骤包括，
A、在巷道周边定向断裂***中，在靠近巷道轮廓线部位按定向断裂***技术要求布置多个周边炮孔；或在露天边坡预裂***中，在靠近边坡部位按设计边坡角布置多个定向预裂炮孔，其它炮孔按常规方法布置。
B、在切缝管内装入***，切缝管沿纵向壁对称设有双切缝，将切缝管和***组成的聚能药卷放入炮孔中，切缝方向与轮廓方向的夹角小于15°，切缝管长度和***量根据定向断裂***技术以及岩性、炮孔深度等因素确定。
C、完成定向断裂***。
所述步骤B中也可将切缝管先放入到炮孔中，然后利用装药机进行现场装药。
所述切缝宽度为2～5mm，切缝两端分别距管端2～3mm。
所述切缝管为圆型管，其材质为软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
所述巷道周边定向断裂***中，周边炮孔间距为400mm～900mm，炮孔抵抗线450～600mm。
所述露天边坡定向断裂***中，预裂炮孔间距为600mm～3000mm，炮孔抵抗线600～1000mm。
一种岩石***裂纹定向扩展装置，包括切缝管和填装在切缝管内的***，切缝管沿纵向壁对称设有双切缝，切缝两端分别距管端2～3mm。
所述切缝宽度为2～5mm。
所述切缝管为圆形软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
本发明所述的岩石***裂纹定向扩展方法与装置，通过大量试验研究，提出了以聚能药卷为中心的定向断裂***新方法，现场试验表明，该方法技术经济效果和社会效益显著。具体表现如下：
1、对凿岩没有特殊要求，也不影响现行的凿岩和***工序。
2、聚能药卷结构简单，取材、制作方便，适合现场应用。
3、减少打眼数。巷(隧)道的周边炮孔孔距或边坡预裂炮孔孔距比传统***方法增大30％以上，炮孔数减少15％以上。
4、有效控制***裂纹定向产生、扩展和止裂。严格控制周边超欠挖量，周边轮廓、边坡***的半眼痕率大大提高，视岩性不同，放爆后半眼痕率达80％～100％以上。
5、大大减小了巷(隧)道围岩和边坡的破坏，提高了围岩或边坡的稳定性，有利于锚喷支护，从而减少了巷(隧)道、边坡的支护难度和维护工作量。
6、节省了喷浆材料及***、***、钻头等材料消耗，降低了工程成本。
7、生产效率高，操作方便、施工简单。
8、可广泛适用于岩石巷道、半煤岩巷或隧道施工，也适用于露天边坡预裂***。既适于煤炭行业，也可应用于铁道、冶金、有色、建材、交通等领域，具有广阔的市场推广前景。
附图说明
图1为本发明所述岩石***裂纹定向扩展装置的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视图；
图3为岩石***裂纹定向扩展装置在***中的装填结构示意图。
具体实施方式
由上述技术方案可以看出，本发明所述的岩石***裂纹定向扩展方法，是利用聚能药卷使***能量优先沿切缝方向集中释放，在巷(隧)道轮廓线、边坡进行定向断裂控制***，从而获得精确控制的***断裂面，限制需保护方向的围岩、边坡等其它方向爆生裂纹数及裂纹扩展长度，以提高生产效率、降低生产成本、提高施工进度。
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
如图1、图2、图3所示，一种用于岩石***裂纹定向扩展的装置，即聚能药卷，包括切缝管5和填装在切缝管5内的***2。其中，切缝管5为圆形PVC硬工程塑料管，或者ABS管等，管壁厚1～2.0mm，根据炮孔3的直径确定切缝管5的直径，由装药量和炮孔3长度确定切缝管5的长度。切缝管5沿纵向壁对称设有双切缝4，切缝4宽度为2～5mm。为保证装药质量和***效果，切缝4两端分别距管端2～3mm，这样聚能***产生的效果最佳。***2可选用通常的***起爆方式，也可根据切缝管5长度采用***和导爆索的组合起爆方式，其结构依据普通***制作原理制作。聚能药卷在***中对凿岩技术没有特殊要求，不需要改变通常的凿岩***工序，只需在炮孔3内装入预先加工好的聚能药卷，或用装药机向放入炮孔3内的切缝管5装药即可。
聚能药卷的应用分为三类：1、将聚能药卷正确放入巷(隧)道轮廓线的周边炮孔中，实现巷(隧)道周边定向断裂***；2、将聚能药卷放入露天边坡定向预裂炮孔中，实现边坡定向预裂***；3、将切缝管直接放入到边坡定向预裂炮孔中，然后采用装药机装药，实现边坡深孔定向预裂***。
当然，上述切缝管也可为圆形软工程塑料管、金属代用管或木竹代用管等，只要取材方便、加工简单、能起到聚能作用即可。
下面对本发明所述岩石***裂纹定向扩展方法做进一步的详细描述：
一种采用上述聚能药卷进行巷道周边岩石***裂纹定向扩展的方法，具体步骤包括：
步骤一、在巷道采用定向断裂***技术设置各类炮孔，包括周边炮孔和其它炮孔。其中，周边炮孔间距为400mm～900mm，周边炮孔抵抗线450～600mm，以大断面巷道取大值的方式进行设置。
由于聚能药卷在***工程中对凿岩技术没有特殊要求，不需要改变通常的凿岩***工序，所以定向断裂***前各种炮孔只需依据传统凿岩方法进行。炮孔包括掏槽孔、崩落孔、辅助孔、二圈孔、底孔、周边炮孔、缓冲孔、预裂炮孔等等。
如定向断裂***的对象为露天边坡时，相应地预裂炮孔间距调整为600mm～3000mm，预裂炮孔抵抗线600～1000mm。
步骤二、确定圆形PVC切缝管和周边炮孔相适宜，保证PVC切缝管直径与周边炮孔直径相配。将***装填到PVC切缝管内，从而形成聚能药卷。
PVC切缝管为管壁上设有纵向的对称双切缝，切缝宽度为2～5mm，切缝两端分别距管端2～3mm。周边炮孔***量根据定向断裂***技术以及岩性、炮孔深度等因素确定，而最后切缝管长度由周边炮孔装药量确定。
通常情况，巷道用聚能药卷直径包括两种规格，小药径药卷(27mm)对应使用小管径切缝管，大药径药卷(32或35mm)对应大管径切缝管，而通常露天边坡***用的聚能药卷直径在40～110mm范围。药径与管径必须很好地紧密偶合，炮孔直径必须保证较易放入聚能药卷。
当然，上述切缝管也可为圆型的软工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。只要加工方便、成本低廉、取材广泛即可。
步骤三、将切缝管和***组成的聚能药卷放入周边炮孔中，保证切缝方向与巷道周边轮廓***方向的夹角小于15°。
切缝方向就是聚能药卷的***方向，其与巷道轮廓***方向保持一致，也是保证岩石断裂定向扩展的关键。其中，以切缝方向与轮廓***方向保持一致为最佳，允许误差范围小于150，在此范围内，结合切缝管上双切缝的聚能作用，可有效保证切缝管定向断裂按巷道周边轮廓进行。
当然，对于边坡深孔定向预裂***，根据需要聚能药卷也可现场制作完成，其首先通过将切缝管先绑导爆索、***，然后放入定向预裂炮孔内，最后再在现场利用人工或装药机对预裂炮孔内的切缝管进行装药，实现定向断裂***。
步骤四、完成定向断裂***。
聚能药卷的定向断裂***使巷道周边断裂方向沿巷道轮廓线进行，保证了巷道周边***的定向断裂，实现了***过程对巷道周边轮廓的快速切割。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种岩石***裂纹定向扩展方法，其特征在于，具体步骤包括，
A、在巷道周边定向断裂***中，在靠近巷道轮廓线部位按定向断裂***技术要求布置多个周边炮孔；或在露天边坡预裂***中，在靠近边坡部位按设计边坡角布置多个定向预裂炮孔，其它炮孔按常规方法布置；
B、在切缝管内装入***，切缝管沿纵向壁对称设有双切缝，将切缝管和***组成的聚能药卷放入炮孔中，切缝方向与轮廓方向的夹角小于15°，切缝管长度和***量根据定向断裂***技术以及岩性、炮孔深度等因素确定；
C、完成定向断裂***。
2.根据权利要求1所述的岩石***裂纹定向扩展方法，其特征在于，所述步骤B中也可将切缝管先放入到炮孔中，然后利用装药机进行现场装药。
3.根据权利要求1或2所述的岩石***裂纹定向扩展方法，其特征在于，所述切缝宽度为2～5mm，切缝两端分别距管端2～3mm。
4.根据权利要求1或2所述的岩石***裂纹定向扩展方法，其特征在于，所述切缝管为圆型管，其材质为软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
5.根据权利要求1或2所述的岩石***裂纹定向扩展方法，其特征在于，所述巷道周边定向断裂***中，周边炮孔间距为400mm～900mm，炮孔抵抗线450～600mm。
6.根据权利要求1或2所述的岩石***裂纹定向扩展方法，其特征在于，所述露天边坡定向断裂***中，预裂炮孔间距为600mm～3000mm，炮孔抵抗线600～1000mm。
7.一种岩石***裂纹定向扩展装置，其特征在于，包括切缝管和填装在切缝管内的***，所述切缝管沿纵向壁对称设有双切缝，切缝两端分别距管端2～3mm。
8.根据权利要求7所述的岩石***裂纹定向扩展装置，其特征在于，所述切缝宽度为2～5mm。
9.根据权利要求7所述的岩石***裂纹定向扩展装置，其特征在于，所述切缝管为圆形软工程塑料管、硬工程塑料管、金属代用管或木竹代用管。
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