CN112729029A - 一种软岩巷道的光面***方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种软岩巷道的光面***方法,属于巷道***技术领域。步骤包括打孔、装药及起爆过程。对比传统软岩巷道光面***设计,本发明炮孔布置采用圆形与六边形联合布置方式,中心掏槽眼外侧圆形布置一层空掏槽眼,第二层崩落眼设置在周边眼轮廓上呈六边形布置,第二层崩落眼先于周边眼引爆,为周边眼的崩落提供补偿空间;周边眼外侧交错布置第二层周边眼,第二层周边眼装药量分为两种情况:只装入导爆索或装入导爆索并在底部装入1卷药卷。采用本发明可有效减弱分段***时岩石之间的相互作用,提高光爆层厚度和炮孔利用率,并在节约***量的情况下保证了软岩巷道的成型质量,为软岩巷道矿山的***掘进工作提供良好借鉴。
Description
技术领域
本发明涉及巷道***技术领域,特别是指一种软岩巷道的光面***方法。
背景技术
巷道是地下采矿时为采矿提升、运输、通风、排水、动力供应等而掘进的通道。巷道断面形状多为拱形、梯形或矩形。软岩指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造而切割及风化影响显著,或含有大量膨胀性矿物的松、散、软、弱岩层。在软岩中开挖的巷道称为软岩巷道。软岩巷道具有大变形、高压力、难以支护的特点。
当前巷道掘进***多采用光面***技术,光面***是基于控制***的破坏作用,采用空气柱间隔不耦合装药,在******后,切向拉应力作用使炮孔产生径向裂纹,加上相邻炮孔之间产生的聚能效果,使得裂纹进一步扩展,进而全部贯通,以形成光面***的效果。光面***能使巷道成形规整,尺寸达到设计要求,减少掘进过程中的超挖量,减少岩石装运量,加快了施工进度,降低了通风阻力,减少瓦斯聚集,便于运输和行人;光面***还能节省大量材料,降低支护费用和在服务年限内的巷道维修费用。但当前光面***方法应用在软岩巷道中还有几点问题:1)对于岩石、极岩石,尽管崩落眼为其创造了自由面,但仍然可能出现光爆层厚度不均匀的情况,影响光爆效果;2)岩石过软,传统装药方法装药量太大,造成光爆效果差,巷道围岩超挖现象严重;3)采用二次成型虽然可改善巷道成型,但又大大降低了劳动生产率和施工进度。4)***消耗量大,利用效率低,经济效益有待提高。综上,光面***技术虽然在巷道、隧道掘进领域已有较多应用,但仍存在软岩巷道***的光爆层厚度控制及孔内药量控制等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种软岩巷道的光面***方法。
为解决上述技术问题,本发明的实施例提供一种软岩巷道的光面***方法,所述光面***方法包括如下步骤:
S1:根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式,其中,所述炮孔的设置方式为圆形和多边形的结合;
S2:设置多个所述炮孔,其中,多个所述炮孔至少包括掏槽眼和崩落眼,所述掏槽眼构造为所述圆形,所述崩落眼构造为所述多边形;
S3:在所述炮孔中安装药卷;
S4:确定起爆方式;
S5:进行起爆。
可选的,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:确定所述掏槽眼的排布方式及大小。
可选的,所述确定所述掏槽眼的排布方式及大小包括:所述掏槽眼包括中心掏槽眼以及环绕所述中心掏槽眼的多个第一掏槽眼,多个所述第一掏槽眼之间相连以构造为圆形,所述中心掏槽眼构造为所述圆形的圆心。
可选的,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:确定所述崩落眼的排布方式及大小,其中,所述崩落眼包括多个第一层崩落眼以及位于多个所述第一层崩落眼***的多个第二层崩落眼,多个所述第一崩落眼具有上部分和下部分,所述上部分构造为半圆形,所述下部分构造为矩形,所述矩形的长边与所述半圆形的直径长度相等;多个所述第二崩落眼构造为六边形。
可选的,多个所述炮孔还包括周边眼,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:确定所述周边眼的排布方式及大小,其中,所述崩落眼包括多个第一层崩落眼以及位于多个所述第一层崩落眼***的多个第二层崩落眼;所述周边眼包括多个第一层周边眼和多个第二层周边眼,所述的第一层周边眼包括第一部分和第二部分,所述第一部分与多个所述第二崩落眼交叉设置以构造为第一结构型,所述第一结构型包括“U”部以及与所述“U”部连接的“一”部。所述第二层周边眼连线构造为第二结构型,所述第二结构型位于所述第一结构型的外侧。
可选的,所述确定所述周边眼的排布方式及大小包括:所述第一结构型与所述第二结构型构造为具有相同结构。
可选的,所述在所述炮孔中安装药卷之前,所述光面***方法还包括:选择所述药卷的成分,以及确定每卷所述药卷的重量,其中,所述药卷为岩石乳化药卷。
可选的,所述确定起爆方式包括:根据所述炮孔的位置信息及深度信息确定所述炮孔药卷的安装方式以及所述炮孔的安装药量,和/或根据所述炮孔的位置信息及数量信息确定所述炮孔的连线方式。
可选的,所述确定起爆方式包括:根据所述炮孔的排布方式及位置信息确定所述炮孔的引爆顺序及引爆策略。
可选的,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式还包括:根据所述岩石的硬度系数确定所述炮孔的深度。
本发明的上述技术方案与现有技术相比,具有如下有益效果:
上述方案中,周边眼遵循了“多打孔,少装药”的要求,节约了***量,且能在岩石中形成规整的巷道断面,有效抑制巷道围岩超欠挖现象。同时,采用圆形和六边形的联合布置方式,可以有效减少各段***时岩石之间的相互作用,为大规模崩落提供足够的补偿空间,提高炮孔利用率,实现一次成型光面***,减少巷道的二次成型工作量,提高劳动生产率。
附图说明
图1为本发明的软岩巷道的光面***方法的炮孔布置方式示意图;
图2为本发明的软岩巷道的光面***方法的***炮孔起爆顺序示意图;
图3为本发明的软岩巷道的光面***方法的第二层周边眼装药结构示意图。
[主要元件符号说明]
图中:1、中心掏槽眼;2、第一层掏槽眼;3、第一层掏槽眼;4、第二层崩落眼;5、第一层周边眼;6、第二层周边眼;7、导爆管;8、***;9、***。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明针对现有的软岩巷道的光面***方法存在光爆层厚度控制以及孔内药量控制等问题,提供一种软岩巷道的光面***方法。
一种应用于软岩巷道的光面***方法,所述光面***方法,包括如下步骤:
S1:根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式,其中,所述炮孔的设置方式为圆形和多边形的结合;
S2:设置多个所述炮孔,其中,多个所述炮孔至少包括掏槽眼和崩落眼,所述掏槽眼构造为所述圆形,所述崩落眼构造为所述多边形;
S3:在所述炮孔中安装药卷;
S4:确定起爆方式;
S5:进行起爆。
这样,炮孔布置采用圆形与六边形联合布置方式,中心掏槽眼外侧圆形布置一层空掏槽眼,第二层崩落眼设置在周边眼位置上呈六边形布置;周边眼外侧交错布置第二层周边眼,第二层周边眼装药量分为两种情况:只装入导爆索或装入导爆索并在底部装入1卷药卷。
本发明通过周边眼遵循了“多打孔,少装药”的要求,节约了***量,且能在岩石中形成规整的巷道断面,有效抑制巷道围岩超欠挖现象。同时,采用圆形和六边形的联合布置方式,可以有效减少各段***时岩石之间的相互作用,为大规模崩落提供足够的补偿空间,提高炮孔利用率,实现一次成型光面***,减少巷道的二次成型工作量,提高劳动生产率。
如图1~图3所示的,根据本发明实施例所提供的具体实施方式,本发明掘进岩层巷道断面为直墙半圆拱型,宽2.5m、高2.5m,岩石硬度系数f=3~5,炮孔深度为2.5m,循环进尺2.5m;因此,钻孔设备采用YT28型气腿式钻机,钎头直径38mm。
可选地,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:确定所述掏槽眼的排布方式及大小。可选地,所述确定所述掏槽眼的排布方式及大小包括:所述掏槽眼包括中心掏槽眼以及环绕所述中心掏槽眼的多个第一掏槽眼,多个所述第一掏槽眼之间相连以构造为圆形,所述中心掏槽眼构造为所述圆形的圆心。具体地,所述的巷道断面为直墙半圆拱型,巷道长2500mm,宽2500mm,炮孔深度为1800~2500m,在岩层上确定中心掏槽眼,在中心掏槽眼***间距300~500mm圆形布置第一层掏槽眼8个,以中心掏槽眼为圆心间隔45°布置,从而确定中心掏槽眼A1以及第一层掏槽眼A2-A9,参考图1和图2所示,第一层掏槽眼A2-A9的连线以A1为圆心成圆形布置,孔距300mm。此外,所述的8个第一层掏槽眼炮孔深度为中心掏槽孔的一半,且为空孔,只装入导爆索。导爆索装药量为中心掏槽眼的0.05~0.2倍,根据岩石硬度系数进行相应调整。
可选地,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:确定所述崩落眼的排布方式及大小。
可选地,所述确定所述崩落眼的排布方式及大小包括:所述崩落眼包括多个第一层崩落眼以及位于多个所述第一层崩落眼***的多个第二层崩落眼,多个所述第一崩落眼具有上部分和下部分,所述上部分构造为半圆形,所述下部分构造为矩形,所述矩形的长边与所述半圆形的直径长度相等;多个所述第二崩落眼构造为六边形。
具体地,如图1和图2所示的,第一层崩落眼包括B10-B17,第二层崩落眼包括B18、B20、B22、B24、B26、B31;第一层崩落眼上部分B10-B14的连线以A1为圆心成圆形布置,第一层崩落眼下部分B15-B17的连线以A1为中心成矩形布置,孔距550mm;第二层崩落眼B18、B20、B22、B24、B26、B31的连线以A1为中心成六边形布置。所述的第二层崩落眼分布在周边眼孔列上方拱形和底帮中心,以拱形中心向两帮间隔45°设置5个,底帮中心设置1个,共6个。第二层崩落眼装药量与传统软岩巷道光面***设计中的周边眼相同,装入导爆索和3卷药卷,但***顺序先于周边眼。
可选地,多个所述炮孔还包括周边眼,所述的周边眼和巷道两帮轮廓线间距200~300mm,两侧帮眼间距400~500mm,顶部眼间距350~500mm,高出巷道轮廓线50~100mm,底眼间距500~600mm。所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:确定所述周边眼的排布方式及大小。
如图1和图2所示的,第一层周边眼包括C19、C21、C23、C25、C27-C30、C32-C35;第二层周边眼包括C36-C49。所述的第二层周边眼位与巷道两帮轮廓线和第一层周边眼中间,间距皆为100~150mm,与第一层周边眼间隔交错分布。所述的第二层周边眼炮孔深度为周边眼的一半,装药量根据岩石硬度系数分为以下两种情况:
(1)极岩石,岩石硬度系数f为1~3:只装入导爆索,导爆索药量为第二层崩落眼装药量的0.05~0.2倍。
(2)岩石,岩石硬度系数f为3~5:装入导爆索并在炮孔底部装入1卷***。
可选地,所述确定所述周边眼的排布方式及大小包括:所述崩落眼包括多个第一层崩落眼以及位于多个所述第一层崩落眼***的多个第二层崩落眼;所述周边眼包括多个第一层周边眼和多个第二层周边眼,所述的第一层周边眼包括第一部分和第二部分,所述第一部分与多个所述第二崩落眼交叉设置以构造为第一结构型,所述第一结构型包括“U”部以及与所述“U”部连接的“一”部;具体地,第一层周边眼C19、C21、C23、C25的连线成拱形布置且均匀布置在岩层拱形剖面上,C33-C35在一条竖直直线上,C27-C29在同一条竖直直线上,从而构造为所述“U”部;所有周边眼之间孔距为400mm,和巷道两帮轮廓线间距200mm。
可选地,所述第二层周边眼连线构造为第二结构型,所述第二结构型位于所述第一结构型的外侧。参考图1所示,周边眼C36-C43的连线成拱形布置且第二层周边眼C36-C43均匀布置在岩层拱形剖面上,间隔第一层周边眼布置,孔距400mm。
可选地,所述确定所述周边眼的排布方式及大小包括:所述第一结构型与所述第二结构型构造为具有相同结构。
可选地,所述在所述炮孔中安装药卷之前,所述光面***方法还包括:选择所述药卷的成分,以及确定每卷所述药卷的重量。
可选地,所述选择所述药卷的成分,以及确定每卷所述药卷的重量包括:选择2号岩石乳化药卷,每卷所述药卷为0.3公斤,药卷直径32mm。
可选地,所述确定起爆方式包括:根据所述炮孔的位置信息及深度信息确定所述炮孔药卷的安装方式以及所述炮孔的安装药量。以及,根据所述岩石的硬度系数确定所述炮孔的深度。例如,在本发明所提供的具体实施例中,中心掏槽眼A1单孔装药量1.8Kg,装入6卷***;第一层掏槽眼A2-A9炮孔深度为1.25m,只装入导爆索,装药量约为0.2Kg;第一层崩落眼B10-B17单孔装药量1.5Kg,装入5卷***;第二层崩落眼B18、B20、B22、B24、B26、B31单孔装药量0.9Kg,装入3卷***;第一层周边眼C29、C30、C32、C33单孔装药量0.9Kg,装入3卷***,第一层周边眼C19、C21、C23、C25、C27、C28、C34、C35单孔装药量0.6Kg,装入2卷***;第二层周边眼C36-C49炮孔深度为1.25m,单孔装药量0.3Kg,装入1卷***。
可选地,所述确定起爆方式包括:根据所述炮孔的位置信息及数量信息确定所述炮孔的连线方式。具体地,连线方式包括第一层掏槽眼A2、A6,第一层崩落眼B10、B14,第二层崩落眼B18、B26六个***眼的连线穿过中心掏槽眼A1;第一层掏槽眼A5、A9,第一层崩落眼B13、B17,第二层崩落眼B24五个***眼的连线穿过中心掏槽眼A1;第一层掏槽眼A4、A8,第一层崩落眼B12、B16,第二层崩落眼B22、B31六个***眼的连线穿过中心掏槽眼A1;第一层崩落眼B15-B17三个***眼在同一条水平直线上,第一层崩落眼B16设置在B15和B17的连线中点上;第一层周边眼C29-C33五个***眼在同一条水平直线上,高出巷道轮廓线100mm,底眼间距500mm,第二层崩落眼B31设置在C33和C29的连线中点上。
可选地,所述确定起爆方式包括:根据所述炮孔的排布方式及位置信息确定所述炮孔的引爆顺序及引爆策略。
起爆方式为导爆管全断面一次成型,引爆顺序为:依次引爆中心掏槽眼1,第一层掏槽眼2,第一层崩落眼3,第二层崩落眼4,第一层周边眼5,第二层周边眼6。如图3所示,采用分段微差***方式进行光面控制***,通过装填不同段别的非电毫秒***实现,通过导爆管7控制***引爆9***8。
可选地,所述进行起爆之前,所述光面***方法还包括:采用湿炮泥封堵所述炮孔10。
上述方案中,周边眼遵循了“多打孔,少装药”的要求,节约了***量,且能在岩石中形成规整的巷道断面,有效抑制巷道围岩超欠挖现象。同时,采用圆形和六边形的联合布置方式,可以有效减少各段***时岩石之间的相互作用,为大规模崩落提供足够的补偿空间,提高炮孔利用率,实现一次成型光面***,减少巷道的二次成型工作量,提高劳动生产率。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述光面***方法包括如下步骤:
S1:根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式,其中,所述炮孔的设置方式为圆形和多边形的结合;
S2:设置多个所述炮孔,其中,多个所述炮孔至少包括掏槽眼和崩落眼,所述掏槽眼构造为所述圆形,所述崩落眼构造为所述多边形;
S3:在所述炮孔中安装药卷;
S4:确定起爆方式;
S5:进行起爆。
2.根据权利要求1所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:
确定所述掏槽眼的排布方式及大小。
3.根据权利要求2所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述确定所述掏槽眼的排布方式及大小包括:
所述掏槽眼包括中心掏槽眼以及环绕所述中心掏槽眼的多个第一掏槽眼,多个所述第一掏槽眼之间相连以构造为圆形,所述中心掏槽眼构造为所述圆形的圆心。
4.根据权利要求1所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:
确定所述崩落眼的排布方式及大小,其中,所述崩落眼包括多个第一层崩落眼以及位于多个所述第一层崩落眼***的多个第二层崩落眼,多个所述第一崩落眼具有上部分和下部分,所述上部分构造为半圆形,所述下部分构造为矩形,所述矩形的长边与所述半圆形的直径长度相等;
多个所述第二崩落眼构造为六边形。
5.根据权利要求1所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,多个所述炮孔还包括周边眼,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式至少包括:
确定所述周边眼的排布方式及大小,其中,所述崩落眼包括多个第一层崩落眼以及位于多个所述第一层崩落眼***的多个第二层崩落眼;
所述周边眼包括多个第一层周边眼和多个第二层周边眼,所述的第一层周边眼包括第一部分和第二部分,所述第一部分与多个所述第二崩落眼交叉设置以构造为第一结构型,所述第一结构型包括“U”部以及与所述“U”部连接的“一”部。
所述第二层周边眼连线构造为第二结构型,所述第二结构型位于所述第一结构型的外侧。
6.根据权利要求5所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述确定所述周边眼的排布方式及大小包括:
所述第一结构型与所述第二结构型构造为具有相同结构。
7.根据权利要求1所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述在所述炮孔中安装药卷之前,所述光面***方法还包括:
选择所述药卷的成分,以及确定每卷所述药卷的重量,其中,所述药卷为岩石乳化药卷。
8.根据权利要求1所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述确定起爆方式包括:
根据所述炮孔的位置信息及深度信息确定所述炮孔药卷的安装方式以及所述炮孔的安装药量,和/或
根据所述炮孔的位置信息及数量信息确定所述炮孔的连线方式。
9.根据权利要求1所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述确定起爆方式包括:
根据所述炮孔的排布方式及位置信息确定所述炮孔的引爆顺序及引爆策略。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的软岩巷道的光面***方法,其特征在于,所述根据所述软岩巷道的实际情况确定炮孔的设置方式还包括:
根据所述岩石的硬度系数确定所述炮孔的深度。
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