[发明专利]一种竖井深孔大循环爆破施工方法

说明书

本发明涉及一种竖井深孔大循环爆破施工方法，包括：设计掏槽眼、辅助眼、长周边眼、短周边眼的相关爆破参数；在竖井井筒中心布置并施工第一圈掏槽眼；在第一圈掏槽眼外围布置并施工至少一圈辅助眼；在辅助眼外围布置并施工倒数第二圈长周边眼；在倒数第二圈长周边眼外围布置并施工倒数第一圈短周边眼；在掏槽眼、辅助眼、长周边眼、短周边眼内进行反向装药，按照掏槽眼‑辅助眼‑长周边眼‑短周边眼的顺序，完成全断面一次起爆，完成竖井井筒单次循环爆破施工，进入下一工序。本发明的竖井深孔大循环爆破方法设计两圈周边眼，从而实现了周边成型质量控制，解决了传统周边眼集中装药带来的超欠挖现象，保证了竖井大循环的安全高效施工。

技术领域

本发明涉及矿山竖井的施工方法，尤其是竖井的爆破施工方法，具体为一种竖井深孔大循环爆破施工方法。

背景技术

竖井建设作为矿山建设的一期工程，是连接地面与井下的咽喉通道，属前期资金投入阶段，尽快缩短其建设周期对于矿山企业来说举足轻重。钻孔爆破法是目前竖井井筒掘开挖的主要方法。

随着浅层矿石资源的充分勘察与开发，浅部地层资源日益减少，我国目前有大批矿山进入深部开采模式，预计未来15年我国较多矿山开采将进入到1000～1500m深度，部分矿山开采将进入到1500～2500m深度。随着建井深度的提高，传统的3～5m的掘进施工段高循环将不再匹配千米深井建设需求，6m深孔乃至更深的大循环爆破方法将势必取代传统工艺。但是，如果只是在传统工艺的基础上，单纯的加深炮眼深度至6m，将会带来井帮下部超挖、井帮上部欠挖、混凝土耗量增加等诸多问题。这是由于在打眼过程中，需要预留一定的空帮距。当空帮距预留过小，会影响周边眼的钻孔作业；当空帮距预留过大，则存在较大的片帮风险，对井下作业人员的安全产生重大威胁。基于安全方面考虑，当前竖井井筒空帮距预留较小，一般为1m左右；然而，在竖井6m深孔大循环爆破中，竖井施工钎杆长度在 6.5m左右，每循环钻孔深度达6m。常规竖井井壁厚度一般为400mm，此时，钎杆长度远大于空帮距，这导致周边眼钻孔必须以一定的角度向井筒外侧偏斜。

具体参见图1～图3，图1为竖井工作面剖面图，图1中位置的岩体是竖井井筒爆破开挖的目标岩体，爆破掘进的目标是将位置的岩体破碎成小块的矸石并通过吊桶运出。但是，在实际钻眼爆破过程，受限于空帮距较短、钎杆长度较长、液压钻机只能以如图1中NE线的形式呈一定角度钻孔，如图2所示，造成如图3中的开挖效果，从图3可以看出，井帮上部△_ABC区域欠挖，井帮下部△_ADE区域超挖。欠挖部分△_ABC需要通过人工风镐、额外钻眼带炮等方式破碎去除；超挖部分△_ADE需要额外浇筑混凝土，增加了混凝土消耗量，提高了建井成本。在竖井开挖过程中，如何提高井筒围岩的成型质量，对井筒的安全高效掘进具有重要意义。

除上述问题外，竖井6m深孔爆破掘进中，采用深孔爆破技术的一次起爆装药量可达 600kg以上，若采用传统的周边眼装药结构，使得炸药大多集中在炮眼下部，爆破后周边围岩超挖现象严重。超挖带来负面连锁反应——出矸量增加、混凝土浇筑量增加、时间成本增加，严重影响了矿井的正常掘进，也增加了井筒掘砌费用。

因此，如何做好竖井6m深孔大循环爆破的周边成型控制，形成一套适用于竖井6m深孔大循环爆破掘进工艺，实现井筒安全高效掘进，是当前迫切要解决的技术问题。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的目的在于实现竖井深孔大循环爆破，精准控制竖井井筒周边成型质量控制，解决传统周边眼集中装药带来的超欠挖现象，保证竖井大循环的安全高效施工。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种竖井深孔大循环爆破施工方法，包括如下步骤：

第一步，设计掏槽眼、辅助眼、长周边眼、短周边眼的相关爆破参数，包括炮孔数量N、炮孔布置方式、炸药选型、装药系数；

第二步，在竖井中心布置并施工第一圈掏槽眼；