CN111998742A - 一次***成深井的施工方法 - Google Patents
一次***成深井的施工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111998742A CN111998742A CN202010813798.7A CN202010813798A CN111998742A CN 111998742 A CN111998742 A CN 111998742A CN 202010813798 A CN202010813798 A CN 202010813798A CN 111998742 A CN111998742 A CN 111998742A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hole
- holes
- cracking
- crushing
- blasting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005422 blasting Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 94
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims abstract description 80
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 75
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 7
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/08—Tamping methods; Methods for loading boreholes with explosives; Apparatus therefor
- F42D1/18—Plugs for boreholes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D3/00—Particular applications of blasting techniques
- F42D3/04—Particular applications of blasting techniques for rock blasting
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种一次***成深井的施工方法，包括以下步骤，S1：全断面、全井深钻孔，包括预裂孔、粉碎孔、空孔和龟裂破碎孔；S2：在预裂孔、粉碎孔和龟裂破碎孔中装入药包；S3：对装有药包的炮孔孔底和孔口进行堵塞；S4：用两段毫秒段发***起爆；S5：从下巷道清除爆渣；S6：对竖井进行刷帮和支护。本发明中一次***成深井的施工方法适用于围岩易破碎、地应力十分复杂的工程地质条件，具有工序简单、操作方便、施工速度快、开挖质量高、安全低耗、经济效益显著、易于被施工队掌握等特点，适合在上下两个水平巷道联通竖井的相似工程中推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及深井***技术领域，尤其涉及一次***成深井的施工方法。
背景技术
在一些地下工程中，需要在已经开挖并锚网喷支护好的上下水平巷道之间或巷道与地表之间开挖竖井，这些断面为圆形的竖井，直径和深度都较大。在围岩为砂岩、层理裂隙极为发育的地方，地应力十分复杂，破碎难度在一般工程中非常少见。
现有的竖井施工技术主要有两种方法，即下行施工法和上行施工法。
传统的竖井开挖多用下行施工法，即自上而下钻孔、***、排烟、排险、出渣、修整、支护、测量等，如此多次反复循环，逐渐向下分层开挖，直至将井挖通为止。用这种施工方法，因井下作业面狭窄、通风困难、升降频繁、作业条件恶劣、工效低，遇有坠落物或其它险情时，井下作业人员无处躲避，故在破碎岩体中开挖竖井，属于劳动强度大、安全难保障的作业之一。由于井壁围岩钳制条件所决定，下行施工法的掘进，不论采用锥形掏槽法或是台阶***法，所需***单耗量通常都在3.0kg/m3以上。从试验掘进中看到：这种装药量的***，对围岩损伤扰动比较严重，在岩石较破碎的情况下，使得井壁经常出现超挖或坍塌现象，给后续施工带来许多困难。另外，循环掘进中的重复***扰动，对附近坑道围岩的累积影响也不容忽视，它可导致已经破碎的岩体进一步松动，使本来已经处于围岩复杂应力作用下的坑道支护结构雪上加霜。这种施工方法的钻爆作业，还受到上个循环中支护混凝土龄期的制约，致使施工周期加长，难以满足竖井施工的进度需求。
竖井的另一种传统开挖方法是上行施工法，它是借助吊罐或作业平台自下而上的进行掘进施工。这种施工方法，除不用人工井内出渣外，下行施工法的缺点它都具备，并且危险性更大。所以只有百米以上的大深井施工有时用它，一般情况下不常用。
另外，还有全断面钻孔，将井分段装药、采用多段***后退延期***法。这种施工方法的药包布置、分割堵塞段长度要求非常严格，起爆网路十分复杂，技术难度大，施工队难以掌握。操作稍有不当，在后退上行延期***过程中，极易出现中间“夹生”现象，并且后起爆的药包也常常因遭受挤压破坏而发生拒爆，这都给爆后处理增加了难度和危险性。此法从岩石破碎理论基础上看也是用药量消耗大、***效果差的药包单独作用来破碎岩石的，对保护围岩稳定，保证安全施工没有多大作用。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种一次***成深井的施工方法，该方法适用于围岩易破碎、地应力十分复杂的工程地质条件，能够快速、安全、顺序完成深竖井施工，且易于被施工队掌握。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一次***成深井的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：全断面、全井深钻独立孔；
S2：在需要***的炮孔中装入药包；
S3：对装有药包的炮孔孔底和孔口进行堵塞；
S4：用两段毫秒段发***起爆；
S5：从下巷道清除爆渣；
S6：对竖井进行刷帮和支护。
进一步的，步骤S1中所述的独立包括预裂孔、粉碎孔、空孔和龟裂破碎孔；
所述预裂孔均匀布置在竖井周边的轮廓线上，所述粉碎孔和空孔间隔设置，且所述粉碎孔和所述空孔均位于竖井中心的岩体粉碎区；所述龟裂破碎孔位于所述预裂孔和粉碎孔之间，且所述龟裂破碎孔与外沿的粉碎孔之间为岩体破碎区，所述龟裂孔与预裂孔之间为岩体龟裂区。
进一步的，所述粉碎孔与所述空孔的个数接近，且所述粉碎孔与所述空孔的合计空间大于岩体粉碎区的20％。
进一步的，步骤S2中所述炮孔包括预裂孔、粉碎孔和龟裂破碎孔；所述药包采用2号岩石硝铵***。
进一步的，所述预裂孔、粉碎孔和龟裂破碎孔内均采用不耦合装药结构，其不耦合系数均＞1.80。
进一步的，所述预裂孔直径为70mm，预裂孔间的孔距为0.8-0.9倍预裂孔直径；
所述预裂孔内采用不耦合空气柱间隔装药，线装药密度为0.5kg/m，不耦合系数＞2.70。
进一步的，所述龟裂破碎孔的直径为100mm，且满足
式中：E—龟裂破碎孔的孔距，m；W—龟裂***抵抗线，m；
所述岩体龟裂区的宽度为1.0-1.5m；
所述龟裂破碎孔内采用连续不耦合装药结构，线装药密度为2.0-3.0kg/m。
进一步的，所述粉碎孔的直径为100mm，粉碎孔之间的孔距为25～35cm；岩体粉碎区的面积为0.30-0.40m2；
所述粉碎孔内采用连续不耦合装药结构，线装药密度为2.0-3.0kg/m。
进一步的，龟裂破碎孔至外沿的粉碎孔的最大距离为0.8-1.0m，且满足
式中：E—龟裂破碎孔的孔距，m；w′—龟裂破碎孔至外沿的粉碎孔的最大距离，m。
本发明的有益效果是：
1、本发明中一次***成深井的施工方法从***理论上分析是可行的，岩石在单药包作用下会产生粉碎区、破碎区及震动区。当全断面、全井深钻孔装药***时，利用空孔效应，通过调节连续装药的炮孔孔距和抵抗线，使竖井从轴线向外依次形成一定宽度的岩石粉碎区、破碎区及龟裂区；由于下巷道的客观存在，***形成的粉碎区爆渣，在重力作用下向下巷道坠落移动时，使得破碎区爆渣也同时向下塌落从而导致龟裂区岩石散体下滑而成井。由于先进行了周边预裂***，再加有一圈具有一定宽度的龟裂区设置在竖井轮廊线之内，该区爆渣的强烈消波能力为井壁围岩不被粉碎区的***冲击波破坏提供了保证条件，加之爆后爆渣在井内的临时支撑作用，完全可以防止井壁围岩松动与坍塌。所以，只要对空孔、粉碎区装药和龟裂破碎区装药的***参数选择合理，一次***成深井在技术上是可行的。
2、本发明中一次***成深井的施工方法开创了以空孔作临空面，实现了一次成井所必须的全孔深连续装药***，充分、合理地利用了爆能，使***单耗在降低40％的情况下，爆效更好；试验分析出了被爆岩体中的空间不小于20％被爆岩体体积时，被爆岩石不会二次压缩成岩；根据***作用的轴对称传播原理，综合运用预裂缝、龟裂屏障、爆碴消波及高频谱能等多种减震措施，保证了在分段起爆药量高于传统法数十倍情况下，井壁围岩稳定；研究出合理的装药结构和起爆方法，解决了超长孔装药因管道效应而出现的半爆现象。
3、本发明中一次***成深井的施工方法适用于围岩易破碎、地应力十分复杂的工程地质条件，具有工序简单、操作方便、施工速度快、开挖质量高、安全低耗、经济效益显著、易于被施工队掌握等特点，适合在上下两个水平巷道联通竖井的相似工程中推广应用。
附图说明
图1为本发明实施例中孔位布置平面图；
图2为本发明实施例中孔位布置剖面图；
图3为本发明中实施例中预裂孔内装药结构示意图。
其中：1-预裂孔，2-粉碎孔，3-空孔，4-龟裂破碎孔，5-炮泥，6-导爆索，7-精准延时***，8-药包，9-尼龙绳，10-8号铅丝，11-导爆管。
具体实施方式
为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。
一次***成深井的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：全断面、全井深钻独立孔；
具体的，按照深井设计，全断面、全井深钻遇预裂孔、粉碎孔、空孔和龟裂破碎孔；
其中，所述预裂孔均匀布置在竖井周边的轮廓线上，所述粉碎孔和空孔间隔设置，且所述粉碎孔和所述空孔均位于竖井中心的岩体粉碎区；所述龟裂破碎孔位于所述预裂孔和粉碎孔之间，且所述龟裂破碎孔与外沿的粉碎孔之间为岩体破碎区，所述龟裂孔与预裂孔之间为岩体龟裂区。
所述粉碎孔与所述空孔的个数接近，且所述粉碎孔与所述空孔的合计空间大于岩体粉碎区的20％。
S2：在需要***的炮孔中装入药包；
具体的，所述炮孔包括预裂孔、粉碎孔和龟裂破碎孔；所述药包采用2号岩石硝铵***，所述预裂孔、粉碎孔和龟裂破碎孔内均采用不耦合装药结构，其不耦合系数均＞1.80。
周边预裂***的目的是保证井壁幅员规整，减少后续刷帮作业量，避免井壁围岩受二次钻爆扰动，并有利于爆渣顺畅下滑落底。井壁周边预裂的另一个目的，是将竖井围岩与井内岩体预先分离，从而大幅度减小井内岩体***时对围岩的损伤和扰动。为此，周边眼的间距不宜太大，经过大量试验，炮孔直径为70mm时，孔距取0.8-0.9倍炮眼直径为宜，这样不但使得井壁刷帮工作量大，减震效果也不好，对井壁围岩保护不利。
根据预裂***的原理可知，为了消除或缩小炮眼周围形成的岩石粉碎区，宜采用低猛度、低爆速、低密度与传爆性能好的专用***。目前国内多以中等威力的硝铵***代替专用***，实践证明，2号岩石***采用适当的装药结构，也能取得良好的预裂***效果。
按通常的***经验论，预裂***的装药量大小恰好能克服岩石的抗爆强度时，才会不过于造成围岩的破坏，一般这个合适的装药量为0.1～0.2kg/m，但这个药量用在深井一次预裂***中时，因爆成的预裂缝窄小，不能有效对井内大药量***进行减震，也不能使深井一次***后爆渣顺畅下落。从试验中知，在设计的孔径和孔距条件下，将此装药量提高到0.5kg/m时，可保证爆成的预裂缝宽度大于5mm，从而满足了减震和爆渣下落的需要，同时对井壁围岩的损伤也比较轻微。
为使较小的装药集中度沿炮眼均布，通常采用小直径药卷连续或间隔装药结构，这样炮孔壁与药卷间就有径向和纵向空气间隙。******是以空气为介质来传递压力进行***的，因为空气介质比岩石介质的密度小得多，声阻抗也随之减小，这就大大减弱了冲击波对孔壁岩石的破碎作用，达到了防止围岩因过分破碎而引起的超挖和坍塌，从实质上提高了竖井开挖质量。
试验表明，随着粉碎区内空孔数量的增加，二次成岩现象会逐渐消失。显然过多的空孔不仅钻孔施工困难，工程成本亦随之增加。研究表明：当粉碎区内空孔与药孔的个数约相等，二者的合计空间大于粉碎区岩体的20％时，便可避免二次成岩现象发生。
进一步的，把临近周边预裂孔的一圈炮孔称为龟裂破碎炮孔，龟裂破碎孔至周边预裂孔的距离称为龟裂***抵抗线。一次***成深井中的龟裂区是指周边预裂炮孔与龟裂破碎炮孔之间的部分。因龟裂区的形成所需药量小，爆后岩石松胀率低，弹性变形大，并能对粉碎区的大药量***进行强烈消波作用，这对临近的井壁围岩都能起极大保护作用，所以设置岩石龟裂区是必须的。龟裂区宽度一般取1.0-1.5m，不得大于1.5m，并应满足下式要求：
式中：E—龟裂破碎孔的孔距，m；W—龟裂***抵抗线，m；炮孔直径为100mm。
龟裂破碎孔装药除了使龟裂区达到龟裂的要求外，还与粉碎区的装药联合作用在二者之间爆成符合清渣要求的破碎区，它的装药采用2号岩石***即能满足要求。
根据龟裂破碎炮孔所起作用的要求，其装药量应比预裂孔大，故它的设计线装药密度同粉碎区装药，为2.0～3.0kg/m，装药结构采用连续不耦合装药结构。
进一步的，为了达到***后在下巷道清渣时井内爆渣自动下滑的要求，必须在井轴线附近布置较为密集的炮孔，将该区岩石予以粉碎，并且与龟裂破碎孔联合作用，将粉碎孔与龟裂破碎孔之间的岩石予以充分的破碎。当用水冲刷粉碎区的岩屑时，破碎区的岩石在自重作用下松动塌落，同时，龟裂区岩石散体下滑。为满足上述要求，粉碎孔采用小孔距、在井轴线附近密集布置的方式，相邻的粉碎孔和空孔之间的间距为25～35cm，粉碎孔和空孔的直径为100mm。粉碎区面积为0.30-0.40m2。为了使该区岩石破碎充分，龟裂破碎孔至外沿的粉碎孔的最大距离为0.8-1.0m，且满足
式中：E—龟裂破碎孔的孔距，m；w′—龟裂破碎孔至外沿的粉碎孔的最大距离，m。
采用2#岩石***、连续不耦合装药结构，线装药密度为2.0～3.0kg/m。
S3：对装有药包的炮孔孔底和孔口进行堵塞；
具体的，先将各炮孔的孔底用悬吊木塞堵塞好后，再用粘土：砂＝1：2，加20％的水拌制的材料，将每个炮孔的孔口和孔底各堵塞1m长。
S4：用两段毫秒段发***起爆；
按常规，中间的粉碎孔装药先起爆、龟裂破碎孔药包延时***，这样既有利于岩体破碎，又减小了一次段齐爆药量，应该取得较好的***效果，有利于减震和保护井壁围岩。但不同微差延时的***试验表明：后起爆的龟裂破碎孔药包容易出现拒爆或装药不完全***现象。即使将龟裂破碎孔的药包设置于钢管内进行保护，仍难保证开挖***的成功。当二者采用同段***起爆时，不仅解决了拒爆与半爆现象的出现，并且随着一次齐爆药量的增加，***震动反而有所降低。
分析发现，粉碎区先起爆时震动峰值之所以大，主要是粉碎区装药的比药量高，一次起爆药量大，所产生的强烈冲击波，未经大量衰减便直接传递给了竖井围岩所致。另外，粉碎区药包先起爆，不仅破坏了竖井周边衰减冲击波的预裂缝，还使迟后起爆的龟裂破碎孔药包受到挤压破坏，致使出现拒爆或半爆现象。没被破坏的龟裂破碎孔药包，由于炮孔的挤压变形，也由不耦合装药变为耦合装药状态，使得这些龟裂破碎孔药包作用于龟裂区岩体的初始爆轰压力增加数倍。在竖井周边预裂缝被破坏的情况下，这些增加了数倍压力的爆轰波，耦合传入到井壁围岩中，使得围岩中的震动峰值成数倍增加，这不仅对井壁围岩保护不利，同时由于***扰动范围的扩大，对周围的巷道围岩稳定同样不利，故最后决定粉碎孔药包与龟裂破碎孔药包同段起爆。
S5：从下巷道清除爆渣；
S6：对竖井进行刷帮和支护。
具体的，爆后让爆渣留在井内做临时支撑体，防止井壁围岩松动与坍塌。爆渣还能在井内自动下落，以便在下巷道用装岩机代替人工井内装渣作业。随着爆渣的逐渐下落，人员可借助渣面对竖井进行刷帮与锚网喷支护，这样既可免除反复搭设拆除作业台，也可防止井壁围岩应力释放过度、松胀与坍塌。爆渣装运完毕，井壁刷帮支护也随即完成。
实施例：
某地下工程两条高程不同的水平巷道之间须用竖井连通，竖井水平断面为圆形，直径5.50m(如图中AA1所示)，深26.50m(如图中EE1所示)，总开挖量为629.30m3。整个竖井都处在砂岩中，岩体层理发育，风化严重，普氏系数f＝7-9。
根据施工条件，设计采用全断面全井深一次钻孔装药，用两段***，按延时50ms进行微差***，先预裂周边再同时粉碎、破碎与龟裂井内岩体，并使爆渣能自动滑落，即总体方案采用本发明中的一次***成深井施工方法。
具体的，本工程按钻孔偏斜率≤0.5％严格控制。
炮孔布置如附图1和附图2所示。
1号孔为竖井周边的预裂孔1，共28个。孔径70mm，孔距0.62m(如图中AA2所示)，孔深26.50m(如图中EE1所示)，各孔均匀布置在竖井周边的轮廓线上。
2号孔与3号孔共9个，布置在竖井中心0.6×0.6m的岩体粉碎区内(如图中CC1和KK1所示)，孔径100mm，相邻的2号孔和3号孔之间的孔距与排距均为0.3m(如图中CD、C1D和KB1所示)，孔深26.50m(如图中EE1所示)。其中：2号孔为粉碎孔2，共5个，对井心岩体起粉碎作用。3号孔为空孔3，共4个，它为2号孔***提供临空面，并为避免爆后二次成岩提供膨胀空间，空孔与不耦合装药孔所提供的空间之和大于粉碎区岩体的20％。
4号孔为龟裂破碎孔4，共8个，孔径100mm，孔深26.50m(如图中EE1所示)，孔距1.02m(如图中BB2所示)。它与其临近的2号孔或3号孔距离为lm(如图中BC、B1C1所示)，与2号孔共同作用，在粉碎区外形成破碎区。4号孔与1号孔的距离为1.45m(如图中AB、A1B1所示)，可保证二者之间的岩体形成龟裂区。
本实施例中所用的药包为2号岩石硝铵***。
预裂孔采用不耦合空气柱间隔装药，线装药密度为0.5kg/m，不耦合系数为2.70。粉碎孔和龟裂破碎孔采用连续不耦合装药结构，线装药密度为2.25kg/m，加工药包时，将150克2号岩石硝铵药卷按0.10m的间隔捆在8号铅丝上，用1根普通导爆索将捆好的药卷串联起来，吊放在预裂孔内设计位置即可。每孔用2发1段的非电毫秒***起爆。
具体的，用尼绒绳9、8号铅丝10和导爆索6做成吊索，索长24.5m(如图中FF1所示)，在距索一端7m与15m处的导爆索6上各设一枚1段精准延时***7，也即毫秒***，将其导爆管11引出口外5m，将药包8均匀捆扎在吊索上，吊放在孔内设计位置，孔口与孔底用炮泥5堵塞1m长(如图中EF和E1F1所示)，药包8与空气间隔的长度为30mm(如图中FG、GH所示)，最底部的一个药包8与空气间隔的长度为35mm(如图中F1I所示)。
为简化施工、便于施工队操作，粉碎区药包与破碎区药包的线装药密度一律采用2.25kg/m。加工药包时，可将3个150g的药卷并列捆成束后，将各束***连续放入炮孔中即可。每个炮孔用一根普通导爆索传爆，并用2发3段非电毫秒***起爆。各孔的装药结构如附图3所示。
各类孔的药包参数与装药结构如下表1所示。
表1各孔药包参数与装药结构汇总表
进一步的，对炮孔进行堵塞，先将各孔孔底用悬吊木塞堵塞好后，再用粘土：砂＝1：2，加20％的水拌制的材料，将每个炮孔的孔口和孔底各堵塞1m长即可。
进一步的，将引出孔口外的各孔导爆管，按就近原则采用“一把抓”捆成4束，其中两束各20根，另两束各21根。每束内设置两个串联的瞬发电***，将四束的电***串联后，联接在起爆干线上，在点火站用***起爆。起爆顺序为l号孔0秒起爆，2号孔、4号孔均延时50ms起爆。
此次***，共钻孔45个、全长1192.50m，总起爆药量1059.4kg，共用***90枚，导爆索1004.50m，开挖岩体629.30m，平均每m岩石消耗炮孔1.90m，***1.68kg，***0.14枚，导爆索1.60m。
***后，井壁围岩稳定，断面成型规整，井壁刷帮量较小，仅井口与井底＜1m的段内出现＜45°的***漏斗，造成少量超挖，距离竖井边沿20m内的喷射混凝土支护出现少许细徽裂缝，10m内的喷射混凝土有少量被震落、井口附近坑道围岩原有裂隙有所扩张，但并未影响坑道围岩及支护结构的稳定性。用喷射混凝土对井口进行修补后，整个施工过程中均安全无事故。
***结束后，我们将一次***成井新工法与传统的施工方法，从经济效益方面进行了分析计算，结果如表2和表3所示。
表2用传统施工方法费用计算表
表3用一次***成深井施工方法费用计算表
通过表2和表3可以看出，采用一次***成井新工法，与采用传统施工方法相比，可节约单项工程投资251678.75元，经济效益显著。
本发明中的一次***成深井施工方法，开创了以空孔做临空面，并改变了布孔、装药、起爆方式和***抵抗线，用全孔深连续装药的共同作用和各炮间的相互作用破碎岩石，使得***能量被利用得更合理、更充分，从而大量减小了***消耗量，加之采取了高频谱能、预裂、龟裂等减小震害的措施，使竖井开挖质量得到了提高。此法省掉了循环作业的诸多工序，给在井外一次钻孔装药和机械装渣创造了必须条件，使80％以上的作业量不用在井内进行，从而大幅度降低了作业人员劳动强度和施工危险性，大量节约了人力和施工器材，这不仅使工程造价降低了25万多元，还将施工进度提高了近8倍。爆后，因爆渣支撑在井内，井壁未发生坍塌现象。下巷道装渣时，人员借助井内逐渐下落的渣面对竖井进行刷帮支护，既方便、又安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一次***成深井的施工方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1：全断面、全井深钻独立孔；
S2：在需要***的炮孔中装入药包；
S3：对装有药包的炮孔孔底和孔口进行堵塞；
S4：用两段毫秒段发***起爆；
S5：从下巷道清除爆渣；
S6：对竖井进行刷帮和支护。
2.根据权利要求1所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于：步骤S1中所述的独立孔包括预裂孔、粉碎孔、空孔和龟裂破碎孔；
所述预裂孔均匀布置在竖井周边的轮廓线上，所述粉碎孔和空孔间隔设置，且所述粉碎孔和所述空孔均位于竖井中心的岩体粉碎区；所述龟裂破碎孔位于所述预裂孔和粉碎孔之间，且所述龟裂破碎孔与外沿的粉碎孔之间为岩体破碎区，所述龟裂孔与预裂孔之间为岩体龟裂区。
3.根据权利要求2所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于：所述粉碎孔与所述空孔的个数接近，且所述粉碎孔与所述空孔的合计空间大于岩体粉碎区的20％。
4.根据权利要求2所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于：步骤S2中所述炮孔包括预裂孔、粉碎孔和龟裂破碎孔；所述药包采用2号岩石硝铵***。
5.根据权利要求4所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于，所述预裂孔、粉碎孔和龟裂破碎孔内均采用不耦合装药结构，其不耦合系数均＞1.80。
6.根据权利要求5所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于，所述预裂孔直径为70mm，预裂孔间的孔距为0.8-0.9倍预裂孔直径；
所述预裂孔内采用不耦合空气柱间隔装药，线装药密度为0.5kg/m，不耦合系数＞2.70。
7.根据权利要求5所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于，所述龟裂破碎孔的直径为100mm，且满足
式中：E—龟裂破碎孔的孔距，m；W—龟裂***抵抗线，m；
所述岩体龟裂区的宽度为1.0-1.5m；
所述龟裂破碎孔内采用连续不耦合装药结构，线装药密度为2.0-3.0kg/m。
8.根据权利要求5所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于，所述粉碎孔的直径为100mm，粉碎孔之间的孔距为25～35cm；岩体粉碎区的面积为0.30-0.40m2；
所述粉碎孔内采用连续不耦合装药结构，线装药密度为2.0-3.0kg/m。
9.根据权利要求8所述的一次***成深井的施工方法，其特征在于，龟裂破碎孔至外沿的粉碎孔的最大距离为0.8-1.0m，且满足
式中：E—龟裂破碎孔的孔距，m；w′—龟裂破碎孔至外沿的粉碎孔的最大距离，m。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010813798.7A CN111998742A (zh) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | 一次***成深井的施工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010813798.7A CN111998742A (zh) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | 一次***成深井的施工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111998742A true CN111998742A (zh) | 2020-11-27 |
Family
ID=73472225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010813798.7A Pending CN111998742A (zh) | 2020-08-13 | 2020-08-13 | 一次***成深井的施工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111998742A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112729028A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 中铁十六局集团有限公司 | 一种用于隧道***的周边孔装药起爆方法 |
| CN113899269A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-07 | 首钢集团有限公司 | 一种岩体***方法 |
| CN114320294A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-12 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 硬岩隧道二氧化碳致裂器掏槽结构及***方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1434191A (zh) * | 2002-01-25 | 2003-08-06 | 中国人民解放军工程兵第四十一旅 | 深井***成井施工方法 |
-
2020
- 2020-08-13 CN CN202010813798.7A patent/CN111998742A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1434191A (zh) * | 2002-01-25 | 2003-08-06 | 中国人民解放军工程兵第四十一旅 | 深井***成井施工方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈胜云等: "深孔一次***成井技术研究及应用", 《矿业研究与开发》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112729028A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 中铁十六局集团有限公司 | 一种用于隧道***的周边孔装药起爆方法 |
| CN113899269A (zh) * | 2021-10-08 | 2022-01-07 | 首钢集团有限公司 | 一种岩体***方法 |
| CN114320294A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-04-12 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 硬岩隧道二氧化碳致裂器掏槽结构及***方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111998742A (zh) | 一次***成深井的施工方法 | |
| CN111059970B (zh) | 一种隧道中硬岩上台阶多阶超深孔抛碴控振自稳***方法 | |
| CN109211043B (zh) | 一种隧道光面***周边眼水间隔装药方法 | |
| CN113154974B (zh) | 巷道压顶光面***方法 | |
| CN112161534B (zh) | 一种矿山井下上向进路一步骤回采控制***方法 | |
| CN109870084B (zh) | 一种vcr采矿法免扫孔***装药结构及其施工方法 | |
| CN110260731B (zh) | 一种用于溜井、切割井的一次成井施工方法 | |
| CN102808621B (zh) | 急倾斜厚矿体的***方法 | |
| CN1434191A (zh) | 深井***成井施工方法 | |
| CN113720226A (zh) | 一种小断面上向盲天井一次***成井炮孔布置结构及方法 | |
| CN102967191A (zh) | 处理采空区的***方法 | |
| CN108915694B (zh) | 隧洞下层台阶全断面无保护层挤压***与修路保通的施工方法 | |
| CN106839909A (zh) | 减小深孔台阶爆根底的多向碰撞聚能多点起爆方法 | |
| CN109974545B (zh) | 一种分段崩落法中的中深孔***悬顶处理方法 | |
| CN210570252U (zh) | 硬岩一次***成型及抛碴的多向聚能***装置 | |
| CN110196002B (zh) | 一种立井井壁梁窝安全高效***施工方法 | |
| CN110030889B (zh) | 一种深孔分区三角网掏槽一次***成井的方法 | |
| CN112923821A (zh) | 降低并固定岩石抵抗力的钻爆掘进方法 | |
| CN111521082A (zh) | 一种反井钻施工高溜井配合中深孔分段***一次成井方法 | |
| CN109798813B (zh) | 一种侧向崩矿炮孔结构以及侧向崩矿方法 | |
| CN108088338A (zh) | 一种桩基直径为1.1-1.3m的桥梁圆柱桩基***方法 | |
| CN108061492A (zh) | 一种桩基直径为0.8-1m的桥梁圆柱桩基***方法 | |
| CN110671979A (zh) | 一种深孔挤压***形成切割井的控制***方法 | |
| CN212058512U (zh) | 一种深孔轴向不耦合切顶***管 | |
| CN213392157U (zh) | 高阶段溜井***成井的施工结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20201216 Address after: No.1 baling Road, Baqiao District, Xi'an City, Shaanxi Province Applicant after: AIR FORCE ENGINEERING UNIVERSITY OF THE CHINESE PLA Applicant after: INSTITUTE OF DEFENSE ENGINEERING ACADEMY OF MILITARY SCIENCES PLA CHINA Address before: 710038 Air Force Engineering University, No.1, Changle East Road, Baqiao District, Xi'an City, Shaanxi Province Applicant before: AIR FORCE ENGINEERING UNIVERSITY OF THE CHINESE PLA |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201127 |