[发明专利]一种基于全断面爆破和掘进机开挖的挖掘方法

说明书

本发明属于掘进爆破技术领域，具体涉及一种基于全断面爆破和掘进机开挖的挖掘方法；包括以下步骤：步骤一、测量巷道的开挖掌子面，本开挖方法适宜于各种开挖截面的断面；步骤二、对于硬岩掘进，基于岩体松动后实施爆破即可提高掘进效率的理论基础，拟定爆破炮孔布置图；步骤三、通过掌子面尺寸的测量，确定爆破炮孔的数量、直径、深度、以及平面几何位置；步骤四、根据炮孔布置图以及开挖石方量，确定炸药总量、炸药单耗、雷管段别、起爆顺序、装药方式等爆破参数。

技术领域

本发明属于掘进爆破技术领域，具体涉及一种基于全断面爆破和掘进机开挖的挖掘方法。

背景技术

开挖方式对巷道等掘进工程具有重要的意义，直接决定了掘进作业的掘进效率。特别是对于中硬岩体的开挖，不同的开挖方式更是起到重要的作用，合理的开挖方式有利于岩体的造型成腔，并且易于掌子面围岩的损伤控制，从而达到良好的掘进效果。目前国内外工程的开挖方式可分为爆破开挖与机械开挖两类，其中爆破开挖是采用炸药、雷管等爆破耗材引爆岩土体的方式实施掘进，而机械开挖是利用回转刀具破碎洞内围岩而掘进。其中机械开挖设备以盾构机和硬岩隧道掘进机为主，本开挖方式针对中硬岩体的工况，研发了“全断面爆破-掘进机开挖”相结合的开挖方法。其可通过爆破与掘进机或盾构机相结合的方式，科学布孔，实施先爆破再机械开挖的方法，有望获得高掘进进尺。该开挖方法特别适宜于中硬岩等巷道工程。

现有用于工程掘进的开挖方法，以爆破开挖和机械开挖为主。其中爆破开挖较为传统，优点是开挖进尺可控，但是围岩损伤范围达到数十厘米，不利于工程的长期稳定性，需采取锚喷、注浆等支护措施对围岩加固。机械开挖优点是开挖损伤区仅为数十毫米，周边巷道成型良好，但是在中硬岩中掘进时，刀具磨损量大，进尺有限，严重制约工程进度。因此，如何研发出一种进尺高效且损伤可控的开挖方法进行破岩，加快掘进速度，是岩体开挖工程施工中亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种基于全断面爆破和掘进机开挖的挖掘方法，用于实现对岩土体等工程高效、精准掘进工作。

本发明的技术方案是：

一种基于全断面爆破和掘进机开挖的挖掘方法，包括以下步骤：

步骤一、测量巷道的开挖掌子面，本开挖方法适宜于各种开挖截面的断面；

步骤二、对于硬岩掘进，基于岩体松动后实施爆破即可提高掘进效率的理论基础，拟定爆破炮孔布置图；

步骤三、通过掌子面尺寸的测量，确定爆破炮孔的数量、直径、深度、以及平面几何位置；

步骤四、根据炮孔布置图以及开挖石方量，确定炸药总量、炸药单耗、雷管段别、起爆顺序、装药方式等爆破参数。

掌子面布置9个炮孔，3行3列排列排布并1-9进行编号，其中掌子面中心位置处炮孔为5号炮孔。

其中炮孔行间距为100cm、炮孔列间距为100cm。

所述炮孔深度为200cm，炮孔直径为4cm。

结合炸药性能参数以及岩石坚硬系数，可在每个炮孔装药或在若干个炮孔装药。

装药方式为分段装药，可将乳化炸药分为若干小截，空气间隔装药。

所述起爆方式为孔底起爆，非电导爆雷管装在炮孔底部。

所述雷管可与导爆索连接，保证同一装药孔内各截炸药同时起爆。

所述炮孔孔口堵塞30至50cm的炮泥。

经爆破作业后，使得岩体实现松动预裂效果，由掘进机进场正常掘进。

本发明的有益效果是：