[发明专利]一种菱形大直径空孔直眼掏槽结构及平巷施工工艺

说明书

本发明涉及一种菱形大直径空孔直眼掏槽结构，包括位于掏槽断面中心的装药核心孔，核心孔外周分布有连线呈菱形的若干个大直径空孔，若干个大直径空孔外周由内至外分布有若干层连线呈矩形的若干个装药孔。该菱形大直径空孔直眼掏槽结构的构造简单，掏槽爆破后最终形成矩形的掏槽轮廓，解决了目前掏槽爆破轮廓不规整，参数复杂，爆破振动大的问题。

技术领域

本发明涉及一种菱形大直径空孔直眼掏槽结构及平巷施工工艺，涉及矿山巷道掘进，隧道掘进，水利水电等土岩地下工程利用钻爆法掘进领域。

背景技术

钻爆法是一种广泛应用于掘进金属矿山工程巷道，硬岩隧道，水利水电硐室群等一系列地下土岩爆破工程。掏槽施工工艺是地下工程掘进过程断面形成的第一步，也是最为重要的一步，它为后续工艺的推进创造有利条件，以及为掘进过程中的崩落孔和周边孔的光面爆破提供人工自由面。

目前，根据国内外相关文献资料，工程实践中常采用斜孔掏槽，直眼掏槽（平行龟裂掏槽，角柱掏槽，螺旋掏槽）等方法进行掏槽爆破，主要存在以下几方面的问题：

（1）掏槽参数复杂，不利于工程应用。以斜孔掏槽和螺旋掏槽为例，掏槽参数与巷道的断面和炮孔深度有关系，设计参数在现场工程放线极其困难。受限于地下有限的作业空间和施工环境，设计参数放线的精度往往难于保证，无法真正体现爆破设计的设计意图存在炮孔设计一张图，钻孔施工一个样的问题。这些现实问题阻碍了一些理论完备，实现困难的掏槽方案在工程现场进行广泛的应用。

（2）掏槽爆破振动大。掏槽爆破进行时，只有一个有限的自由面，炸药爆破产生的爆轰波除了破岩损耗一部分外，大部分的能量在短时间内无法得到有效的逸散，使得掏槽爆破容易产生的爆破振动往往超过《爆破安全规程》（GB 6722-2014）所规定的爆破振动安全阈值。

（3）掏槽轮廓复杂，不利于后续崩落孔和周边孔的布置。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种菱形大直径空孔直眼掏槽结构及平巷施工工艺。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种菱形大直径空孔直眼掏槽结构，包括位于掏槽断面中心的装药核心孔，核心孔外周分布有连线呈菱形的若干个大直径空孔，若干个大直径空孔外周由内至外分布有若干层连线呈矩形的若干个装药孔。

优选的，核心孔的数量为1个，大直径空孔的数量为4个，装药孔的数量为12个，大直径空孔外周共有第一装药孔层、第二装药孔层、第三装药孔层，每层装药孔的数量为4个。

优选的，4个大直径空孔分别位于第一装药孔层的相邻装药孔中间，第二装药孔层的4个装药孔分别位于第三装药孔层的相邻装药孔中间。

优选的，核心孔与菱形的大直径空孔的水平和垂直距离为L1，第一装药孔层与菱形的大直径空孔的水平和垂直距离为L2，第二装药孔层与最近菱形的大直径空孔的水平和垂直距离为L3，第三装药孔层与最近菱形的大直径空孔的水平和垂直距离为L4。

一种采用菱形大直径空孔直眼掏槽结构的平巷施工工艺，按以下步骤进行：

（1）对炮孔的孔位逐个进行工程放样；

（2）在平巷掘进断面采用凿岩台车，安装直径D1硬质合金钻头，一次性快速钻进17个掏槽孔，掏槽孔包括1个核心孔、4个大直径空孔、12个装药孔，依据掘进循环进尺确定药孔的深度，并使空孔超深装药孔一定的距离；

（3）更换采用直径D2扩孔钻头，对上述涉及的4个掏槽孔进行扩孔，形成大直径空孔；

（4）炮孔钻进清洗完毕后，对掏槽孔进行逐个验收，验收抽样率100%，验收内容包括孔深（m），直径（mm），炮孔间距（m），孔底坐标，孔口坐标五个关键项；