[发明专利]采掘一个工作面的方法

说明书

本发明涉及一种用于在隧道开采具有一个自由面的工作面的集合爆破方法，尤其涉及一种形成一个第二自由面的方法，包括：围绕工作面中心区域钻若干斜孔并在工作面的由斜孔所围绕的区域中钻若干平行掏槽孔；在斜孔和平行掏槽孔中装填电雷管和炸药；顺序爆破斜孔、中心掏槽孔、中间掏槽孔和平行掏槽孔之外的外部掏槽孔以便形成一个立方体空间，由此容易地形成一个第二自由面。

通常，对于用于开采具有一个自由面的工作面的爆破方法而言，根据掏槽孔的钻孔方法将用于钻掏槽孔以便获得一个第二自由面的方法分成斜炮眼掏槽方法和平行炮眼掏槽方法。

目前，在巷道爆破中通常采用斜炮眼钻进的V型掏槽法和平行钻孔的平行空炮眼掏槽法。

斜炮眼掏槽法用于软岩的短孔爆破，平行空炮眼掏槽法用于硬岩的长孔爆破。

但是，如图1所示的平行空炮眼掏槽法具有如下问题：

(1)基于爆破理论，为了提高爆破效率对着自由面的导向钻孔的投影面积必须大。但是，平行孔的投影面积又如图5B所示的那样小，且如图17B所示，由于爆破压力相对工作面9以40°-60°角作用，所以爆破效率低。

(2)钻打图1中的释负炮眼1困难并且必须钻进得使释负炮眼1的间隔为5cm至7cm。这样就要求有高水平的钻进技术并要使用昂贵的钻机。这时还会经常出现释负孔贯通的情况。

(3)因为释负炮眼1的直径大，其钻进时间也就长。

(4)因为岩石危险区6大，所以对岩石的加固困难，而且破碎岩石的剥落时间长。

(5)由于破碎岩石散布不佳，所以威胁到通风管电控台和钻机水管。

(6)因为导向钻孔的投影面积小，所以必须打若干导向钻孔。又由于必须将炸药装紧，故需要大量的炸药。

(7)每个采掘循环的工作时间长。由于开采效率低，所以加固和采掘的成本高。

如图2所示的斜炮眼掏槽法也有如下问题：

(1)斜孔的进尺比平行孔的短。这样，在长孔的情况下爆破效率最低。

(2)在孔底段上的斜孔间隔必须大约为100mm。如果孔底段上的斜孔间隔大于100mm，爆破效率降低。如果孔底段上的间隔小于100mm，斜孔可能会贯通。

(3)因为是倾斜地钻孔，所以孔底段和钻进深度不一致。这样，岩石的危险区大且爆破压力大。由破碎岩石引起意外事故的可能性增加，并且清送破碎岩石的时间增加。

(4)为了在工作面中心紧密地装填炸药，所以必须钻设若干掏槽扩张孔12(见图1)。

(5)因为采掘效率低，所以加固和采掘的成本高。

至今为止，为了通过形成一个第二自由面而增加爆破效率，现有的斜掏槽技术主要依赖于增加斜孔投影面积的方法。但是，在孔底段的斜孔间隔必须在100mm左右，并且炸药的装填密度必须大。

为了获得两个自由面，用平行掏槽的爆破方法必须包括钻释负钻孔1，该孔的直径为Φ102-120mm；钻掏槽孔2，其间隔为5-7cm；在掏槽孔2中装填炸药；和爆破掏槽孔2的步骤。另外，为了形成第二自由面，要用岩基钻机钻一个大直径的不装药孔。

综上所述可知，现有常规技术要求很高的技术和机械水平。

美国专利US 4，175，490公开了一种用于形成地下破碎区域的方法，其中，作为该方法的第一步，在覆盖层之下形成下层破碎和透水区域，这个覆盖层被作为一个基本上是整体的石块被挖出，从而在靠近被破碎的岩石附近形成一个空的空间和一个自由空间。然后为被挖出的覆盖层提供不透水的盖或将根据该方法所形成的破碎区域封闭。再将炸药装在挖出覆盖层以后所形成的自由面附近。引爆炸药以破碎岩石从而扩充空间，然后在一个限定且封闭的区域中产生破裂的、渗水的、成一定大小的岩石。

本发明的目的在于提供一种掘进具有一个自由面的工作面的爆破方法，该方法包括围绕着工作面中心区域钻若干斜孔，在工作面中由所述斜孔围绕的面积内钻若干平行掏槽孔；在斜孔和平行掏槽孔中装填电雷管和炸药；顺序爆破斜孔和中心掏槽孔、中间掏槽孔和平行掏槽孔之外的外部掏槽孔，从而形成一个立方体状的空间，由此容易地形成一个第二自由面。

本发明的另一个目的在于提供一种掘进具有一个自由面的工作面的爆破方法，该方法可明显地减小工作面危险区域。

本发明的另一个目的是获得高的爆破效率而不需要复杂的机械和熟练的技术。