[发明专利]立井爆破掘进方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种爆破掘进技术，尤其涉及一种定向断裂爆破技术与楔形掏槽爆破技术相结合的用于立井爆破的掘进方法。

背景技术

垂直竖井开挖时普遍采用爆破的方式，比较典型的，如：煤矿立井施工、地铁入口处各种永久或临时立井的垂直开挖等。这些立井在开挖爆破时，爆破断面大，一般在十几平米至几十平米，单段起爆炸药量大，爆破振动危害大，同时，由于立井爆破时自由面单一，即使采用更多的炸药也难以取得较高的循环进尺，炸药利用率较低。

目前，立井爆破施工中采用的爆破方式主要有两种：一种是分段爆破，即在施工中将立井分为几段，进行分次爆破。分次爆破的优点在于，炸药的单段和总药量均得到降低，因而爆破危害显著降低；同时，由于采用分段爆破，预爆破岩体有两个自由面，因而炸药利用率得到一定程度的提高，保证了爆破效率。但现有分段爆破的缺点也十分明显，其中，每完成一次爆破后要进行工作面清渣，然后进钻车打眼、装药，准备下一轮爆破，因而，每一个循环进尺通常要进行2～3次清渣、进钻机，极大的制约了掘进速度，特别是对于施工速度要求较高的工程，如地铁基站的开挖，分段爆破无法满足施工要求。另一种爆破方式是全断面一次爆破，该方法的爆破原理与巷道掘进爆破相似，采用掏槽爆破与光面爆破相结合。首先，在立井中心进行掏槽爆破，爆破后形成一定范围的槽腔，然后采用延迟起爆技术，围绕已经形成的槽腔逐渐向外连续爆破，最后，在到达立井周边时，再采用小药量进行光面爆破，完成立井爆破过程。传统全断面一次爆破技术，克服了分段爆破的弊端，每一个循环一次打眼，一次爆破，一次清渣，在一定程度上提高了掘进效率。但采用全断面一次爆破时炸药使用量较大，因而无论是对井壁还是对地面建筑物，带来的爆破危害不容忽视，也给正常施工带来不小的影响。

如何改善现有立井爆破施工技术，提高施工进度的前提下，降低爆破过程对周边建筑带来的危害和影响，保证施工质量，就成为本发明要解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种安全、可靠、高效、低成本的立井爆破掘进方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种立井爆破掘进方法，包括：

A、沿预爆破立井周边布置一圈封闭的定向断裂炮孔，在预爆破岩体中心布置两组不同深度的楔形掏槽炮孔，以楔形掏槽炮孔为中心向外依次布置二圈孔、三圈孔……等主炮孔，直至完成全断面炮孔布置；所述主炮孔的深度小于楔形掏槽炮孔的深度。

B、采用轴向空气间隔装药法，将炸药放入到切缝管中，并将高精度电子雷管插入切缝管内的各段装药中，完成切缝药包的制作。

C、根据切缝药包定向断裂爆破技术，将切缝药包放置到预爆破立井周边的定向断裂炮孔中。

D、根据双楔形掏槽爆破技术和岩石特性，在楔形掏槽炮孔以及主炮孔内进行普通装药，粘土炮泥密封后，依据定向断裂炮孔-较浅楔形掏槽炮孔组-较深楔形掏槽炮孔组-二圈孔-三圈孔-…的起爆顺序，采用毫秒延迟起爆方式，完成全断面一次爆破，实现立井的爆破掘进。

所述定向断裂炮孔之间的间距为400mm～800mm。

所述楔形掏槽炮孔与地面的夹角为70～85度。

所述较浅楔形掏槽炮孔组中炮孔深度为2000mm～3000mm，较深楔形掏槽炮孔组中炮孔深度为5000mm～6000mm，两组楔形掏槽炮孔间的距离为400mm～600mm。

所述主炮孔的深度小于较深楔形掏槽炮孔的炮孔深度100mm～300mm。

所述切缝管的切缝宽度为2mm～6mm，切缝管内径与炸药的直径相同。

所述切缝药包中，将相同段别的高精度电子雷管分别插入到各个装药段中，切缝药包装药后的轴向不耦合装药系数为1～2。

所述切缝药包装填炮孔的方式为径向不耦合装药，径向不耦合装药系数为1.3～2.6。

所述楔形掏槽炮孔内炸药单耗为1.00～1.40kg/m³；所述二圈孔、三圈孔…等主炮孔内炸药单耗为0.60～1.20kg/m³。

所述两组不同深度的楔形掏槽炮孔的上、下方向上还可设有4-6个辅助掏槽孔，二圈孔、三圈孔……等主炮孔围绕在楔形掏槽炮孔和辅助掏槽孔外侧；起爆顺序为定向断裂炮孔-较浅楔形掏槽炮孔组-较深楔形掏槽炮孔组-辅助掏槽孔-二圈孔-三圈孔-…等主炮孔，辅助掏槽孔为普通装药，辅助掏槽孔内炸药单耗为0.60～1.20kg/m³。