[发明专利]一种用于进路式回采中的爆破方法

说明书

本发明公开了一种用于进路式回采中的爆破方法，岩石的动态抗拉强度低于充填体的动态抗压强度，周边孔起爆后，在矿岩与充填体交界处，由于充填体与矿岩波阻抗的不同，爆破应力波在两介质界面处将发生反射拉伸波和透射压缩波，通过计算周边孔与充填体之间的间距，确定掌子面爆破参数，使得爆破产生的应力波在两介质交界处产生的透射压缩波的应力波峰值低于充填体的动态抗压强度。保证充填体保持完整而不受破坏，同时，产生的反射拉伸波的强度大于岩石动态抗拉强度，增加破岩效果。通过本发明的方法既能够保证进路中矿体能够充分爆破，又能保证进路一侧或两侧充填保持完整，不受到爆破应力波的破坏。

技术领域

本发明属于采矿技术领域，涉及多步骤进路式回采后充填采矿法，具体涉及一种进路式回采中提高爆破质量的方法。

背景技术

采用多步骤进路式回采或是空场嗣后充填采矿法，由于一步骤回采结束后进行充填，在二步骤和三步骤回采过程中，由于临近充填体一侧的炮孔起爆产生的爆破应力波会造成充填体破坏垮塌，造成矿石贫化，同时，充填体破坏会降低其对空区上下盘围岩的支撑，影响二、三步骤回采过程中安全性。尤其是在下向进路式回采方式中，由于回采断面较小，如果爆破参数选取不当，造成充填体大面积垮塌，不仅对本分层的矿体回采产生影响，也会对下个分层回采产生较大影响。由于矿体与充填体的力学性能完全不同，由于爆破介质的不同，进路回采过程中，一般很难保证进路中矿体能够充分爆破，且进路一侧或两侧充填能够保持完整，不受到爆破应力波的破坏。分层内根据进路回采步骤的不同，每个步骤回采进路两侧的介质均不同，如二步骤回采时，进路一侧为充填体，一侧为矿体。掌子面爆破时，装在孔底的炸药起爆后，爆破应力波经一段时间后传播至矿体与充填体的交界处，爆破应力波在矿体与充填体界面处，由于两种介质力学性能的不同，在分界处爆破应力波发生透射和反射，由于充填体比岩石低很多，如果透射波携带的能量过大，则会造成充填体的破坏。

由于一步骤回采两侧都为矿体，其爆破参数在选取时对整个分层进路的回采影响比较小，二步骤和三步骤进路回采时，由于进路一侧或两侧为充填体，爆破参数选取不当，会造成一侧或两侧充填体遭受破坏，造成矿石贫化，进路巷道的稳定性遭受破坏，支护成本增加。

由于充填体的波阻抗较小，远远小于岩石的波阻抗，掌子面炸药爆炸后，爆破应力波在充填体内传播体现出传播速度慢、主频低、应力波峰值小、持续时间长等特点，充填体能够吸收大量爆破应力波，能够起到降低爆破地震效应影响的作用。

对两侧充填体破坏影响较大为进路掌子面周边孔，周边孔起爆时，首先在炸药周围形成粉碎圈，粉碎圈的直径约为炸药卷半径的两倍，在粉碎圈内，炸药爆炸后以冲击波的形式向外传播，但其影响范围非常小，很快便衰减为应力波，爆轰波的影响范围大约为药卷半径的3~7倍，然后爆轰波衰减为应力波，应力的传播范围很大，通常能达到药卷半径的120~150倍左右。炸药爆炸形成的爆轰波在岩石粉碎圈外使得岩石受到巨大的切向应变与径向应力，使得破碎圈以外药卷半径的3~7倍的岩石产生大量的径向和横向裂纹，随后爆轰波衰减为应力波继续传播。由爆炸产生的冲击气体在岩石的缝隙中向前传播，并使得岩石裂隙张开、破坏，直到冲击气体的能量耗尽岩石停止张裂破坏，这就是炸药爆炸破岩的气楔作用。

产生的应力波继续向前，当到达岩石与充填体界面时，由于岩石与充填体的波阻抗相差较大，应力波在交界处发生反射和透射现象，反射形成的拉升波继续对岩石造成破坏作用，由于岩石的抗拉强度较小，因此，反射波加强了岩石的破坏效果。透射应力进入充填体内部，对充填体产生破坏作用。