[发明专利]一种高深度大断面中深孔一次成井方法

说明书

本发明属于地下矿采掘技术领域，具体涉及地下矿切割天井（竖井）中深孔一次成井施工工艺，能够替代人工施工切割天井，特别是一种高深度大断面中深孔一次成井方法，该工艺中，施工人员在平巷内操作凿岩台车施工上向垂直炮孔，装药也在平巷内完成，作业空间高度小，顶板风险可控，利用平巷做补偿空间，采用延期爆破，一次成井，施工效率高、施工简单、机械化作业、安全风险小、劳动强度低。

技术领域

本发明涉及一种高深度大断面中深孔一次成井方法。属于地下矿采掘技术领域，具体涉及地下矿切割天井（竖井）中深孔一次成井施工工艺，能够替代人工施工切割天井。

背景技术

切割天井是在运用无底柱分段崩落法采矿时，为满足爆破时有足够的补偿空间而开掘的竖直向上巷道。目前蒙库铁矿切割天井施工工艺为普通上掘法，切割天井宽2.2m，长3.5m，高度10.5—14m，这种方法在由下而上，作业施工过程中，人员先要通过爬梯到达作业位置，然后通过在天井沿长度方向两壁打好的锚杆上穿设横圆钢作为支撑梁，在支撑梁上铺设网板架设工作平台后进行穿孔及装药作业，爆破时需要拆除平台；每循环一次需架设一次工作平台。崩落的矿石直接落到巷道地板上，用铲运设备铲出岩渣，此施工方法简单，无需较高的操作技术，目前仍为国内矿山广泛采用。

检索文献披露：（1）李长权、杨建中在2008年冶金工业出版社出版的《井巷设计与施工》一书中有“采用井内施工法时，工人进入井筒内作业。普通法有被淘汰的势头……”“普通法是沿用已久的老方法，为了免除繁重的装岩工作和排水工作，采用普通法掘进施工天井时，一般都是自下而上掘进。每个循环都要搭、拆工作台，都要搬运设备和器材，因此劳动强度大，掘进速度慢、工效低，材料消耗大，而且极易发生天井炮烟中毒和坠井事故。显然这种方法不能适应我国采矿事业日益发展的需要。应迅速推广使用吊罐法，并试验使用深孔法。”的内容。（2）王青、任凤玉在2012年冶金工业出版社出版的《采矿学》一书中有“切割天井拉槽，不便于掘进切割平巷时，只在回采巷道端部掘进切割天井，断面为1.5m×2.5m的矩形”的内容。（3）赵国彦、赵井清、李启月在2013年科技导报发表的《9孔桶形掏槽一次成井技术》中有“通过对掏槽爆破机理研究,选取了4空孔掏槽方式,装药孔与空孔直径分别为0.11、0.25m,掏槽孔与空孔间距0.46m等爆破成井主要参数.采用非线性动力分析软件LS-DYNA对9孔桶形掏槽一次成井的关键一掏槽过程进行了数值模拟,实现了9孔桶形掏槽槽腔成形过程的可视化.模拟结果表明,成井参数选取合理,主掏槽孔能与空孔有效贯透形成“莲花形”槽腔,副掏槽孔能以“莲花形”槽腔为自由面进一步扩大槽腔.最后在理论分析和数值模拟基础上,以某露天矿为工程实例,对所取参数进行现场实验,一次爆破形成了23.4m天井,天井断面4m×4m”的内容表述。

由上述信息可知：切割天井（竖井）机械化作业尤为重要，需不断的试验改进，推广使用一次成井技术。现有方法繁琐、安全风险高；国内企业地下矿使用的一次成井技术高度低、断面小，不能满足大部分矿山的生产需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高深度大断面中深孔一次成井方法，既能解决传统方法工序繁琐问题、降低材料消耗成本和安全风险，避免安全事故的发生，又能改善作业条件，减轻劳动强度，而且掘进速度与工效有了大幅度的提高，为矿山持续均衡生产提供了有利条件。

实现上述目的的一种高深度大断面中深孔一次成井方法，按照如下步骤进行：

（1）凿岩工艺，采用DL2720凿岩台车；钻头改进：装药孔钻头使用φ76mm的合金钻头钻孔，成孔φ78mm；补偿孔钻头采用φ100mm的合金钻头钻孔，成孔φ102mm；

（2）爆破工艺：掏槽方式采用角柱形掏槽的布孔方式；

1）、爆破参数的确定：设计断面尺寸为3.2×4.2m;采用2#岩石乳化炸药和岩石膨化硝铵炸药，药卷规格为φ32mm-300g和袋装25kg；