[发明专利]一种碎裂矿段垂直下向深孔复合不耦合护孔方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种垂直下向深孔爆破的护孔方法，尤其是适用于碎裂矿段中。

背景技术

对于碎裂矿段，由于矿岩松散破碎，矿岩节理裂隙发育，成孔后的炮孔稳定性差，节理裂隙的进一步发育，形成孔内坍塌，破坏炮孔的形状和深度。同时，由于爆破要求，需要采用深孔崩矿技术，这样爆破振动波会对周边的炮孔产生一定程度的破坏，以及采场要分多次装药爆破，炮孔存在时间较长，过长的时间会导致炮孔内部裂隙进一步扩展发育，因此需要开展松软破碎矿段的深孔护孔。

目前，护孔方面可借鉴的案例不多，主要是地质钻孔方面的护孔经验。目前一种方法是采用传统的泥浆护孔技术，当钻头经过松散破碎层，孔壁产生不稳定的坍塌和掉块时，搅拌粘土或水泥浆调整稠度使其达到流塑状态，用螺杆泵将其输送至孔内固定孔壁，钻孔完毕后立即下入套管护孔。该方法的缺点是遇水就会失效，并且需要套管的二次护孔，因此只适用于无水的钻孔，不适用爆破的炮孔护壁。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能解决碎裂矿段中由于矿岩松散破碎引起的炮孔稳定性差、孔内坍塌破坏炮孔的形状和深度等诸多问题，可避免因爆破对碎裂矿段炮孔产生的不良影响的碎裂矿段垂直下向深孔复合不耦合护孔方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的碎裂矿段垂直下向深孔复合不耦合护孔方法，在钻孔内插入直径小于钻孔直径的护孔管，在钻孔与护孔管之间的间隙填充矿渣和砂子进行密封，实现钻孔内碎裂块石及其钻孔孔壁缩径变形的柔性控制。

所述的护孔管在第一截下放时，所述的护孔管的底部用滤布密封。

在所述的护孔管下放完成后，所述的护孔管的孔口用麻袋封住。

所述的护孔管为PVC管。

采用上述技术方案的碎裂矿段垂直下向深孔复合不耦合护孔方法，利用护孔管进行护孔，钻孔的孔壁与护孔管的管壁间用矿渣和砂子进行密封，实现钻孔块石及其钻孔孔壁变形的柔性控制，在变形体与护孔管间预留变形空间，强化矿粉和砂子的不完全耦合，减少炮孔孔壁的变形积压对护孔管的力学作用，保障钻孔即炮孔的安全稳定。同时，在松散破碎矿岩中利用钻孔的大孔径与钻孔岩泥和粗砂组合的炮孔间隙不耦合填充介质，以及与空气间隙柱共同形成复合不耦合技术，保证了护孔实施的高效性和爆破的爆炸应力均匀性，有利于实现了深孔矿岩的均匀破碎。间隙不耦合充填介质和空气柱间隔装药技术的爆破应用，可以降低作用在炮眼壁上的冲击应力峰值，减轻爆轰波的冲击作用，利用不耦合充填介质的粉体特征，减小粉碎圈半径，延长应力波对介质的正压作用时间，增大应力波传给岩石的冲量，从而使得应力波能量得到加强，破坏作用范围增大，有效地调节能量分布，控制爆破作用，使得炸药能量最大限度地耗散在对介质的均匀破碎上，从而改善爆破效果。

采用PVC管作为护孔管护孔，利用PVC管的强度阻止孔壁的塌陷和个别块石的塌落堵孔，这种方法具有两个特点，一是护孔时间上及时，防止孔壁的内坍阻止PVC管的下放，其二是孔径选择上要采用标准件的PVC管，PVC管具有一定的强度，PVC管便于购置和成本较低。

综上所述，本发明是一种能解决碎裂矿段中由于矿岩松散破碎引起的炮孔稳定性差、孔内坍塌破坏炮孔的形状和深度等诸多问题，可避免因爆破对碎裂矿段炮孔产生的不良影响的碎裂矿段垂直下向深孔复合不耦合护孔方法。

附图说明

图1是本发明的三维结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

如图1所示，钻孔1直径165mm，PVC管2直径110mm，PVC管2的管壁厚3.2mm，在钻孔1与PVC管2之间的间隙填充矿渣和砂子3进行密封，实现钻孔1内碎裂块石及其钻孔孔壁缩径变形的柔性控制。

如图1所示，根据实际情况，选用下放PVC管护孔的方法，其工艺流程和技术指标为：第一，材料选择，选用外径φ＝110mm、厚度h＝3.2mm的PVC管2作为护孔管；第二，PVC管2的加工和连接，考虑到凿岩硐室的高度问题，单段PVC管2长度为2.0m，段与段之间通过管箍相连接并用PVC快干胶水进行粘合；第三，护孔下放和孔底防护，每个钻孔1在第一截PVC管2下放时，PVC管2的底部用滤布密封，以便PVC管2下放后的不耦合矿渣对孔壁与管壁间的空隙的密闭，防止矿渣和砂子对PVC管2的堵塞；第四，壁间隙不耦合密闭，在PVC管2下放完成后，立即用矿渣和砂子3将PVC管2外壁与钻孔1的内径之间的空隙填满至密实，PVC管2的孔口用麻袋封住，避免矿渣或废石掉落孔内。