[发明专利]一种基于深孔逐孔起爆技术的天井快速成井方法

说明书

本发明提出一种基于深孔逐孔起爆技术的天井快速成井方法，包括以下步骤；步骤A1；围绕天井工程，在天井两端分别掘进天井联络平巷形成上下两个施工作业面；再按照工程设计，对所述天井的井筒中心线进行标定和施工放线；步骤A2；下部天井联络平巷进行扩帮压顶，浅孔爆破下部施工作业面，使下部作业面形成体积为V的硐室空间；步骤A3；沿天井断面布置炮孔，炮孔数量为N个，其中B个炮孔为装药孔，另外的N‑B个炮孔为大直径空孔；大直径空孔之间呈菱形布置；所述B个装药孔按其方位划分为一个核心孔和第一装药孔层、第二层装药孔层、第三层装药孔层，每个装药孔层均有C个炮孔；然后按设计装药后起爆成井；本发明能以爆破方式快速生成可投入使用的天井。

技术领域

本发明涉及地下工程以及矿山开采技术领域，尤其是一种基于深孔逐孔起爆技术的天井快速成井方法。

背景技术

天井在地下工程以及矿山开采技术领域指的是，为连接不同高度的两个工作区而开凿的垂直或倾斜的井或通道，英文称之为Raise。矿山的天井按不同的使用功能，有切割天井，通风天井，人行天井，溜矿井，充填天井。这些天井工程是进行地下矿床开采时的关键控制性工程，受限于地下有限的作业空间，天井成井的效率和安全性是工程技术人员必须面对和考虑的重要因素。

根据目前国内和国外相关文献，有以下几方面的技术特点：

(1)采用天井钻机开凿天井。这是天井掘进的最新发展趋势，代表着在不久的将来，矿床地下开采涉及的天井工程将会广泛地应用天井钻机进行开凿。但是这种技术目前来讲有以下几方面的因素制约了其大规模的应用：一方面，天井钻机设备目前造价高昂，限制了一大批没有足够的经济实力中小型矿山的购买和使用。另一方面天井钻机在使用过程中，须要足够的工作空间，关且在钻进的过程中，对岩石稳固性和天井的断面尺寸和倾角有非常严苛的要求。

(2)采用人工浅孔爆破上向开挖。这是目前使用最为广泛的天井开凿方法，存在以下方面的问题，一方面，对敲帮问顶和撬毛作业有很高的要求，作业人员直接暴露在顶板下，作业安全性底；另一方面，采有浅孔进行爆破，天井循环进尺一般在2～3m，工班效率和井尺效率低。

发明内容

本发明提出一种基于深孔逐孔起爆技术的天井快速成井方法，能以爆破方式快速生成可投入使用的天井。

本发明采用以下技术方案。

一种基于深孔逐孔起爆技术的天井快速成井方法，所述方法包括以下步骤；

步骤A1；首先围绕天井工程，在天井的上下两端分别掘进天井联络平巷形成上下两个施工作业面；再按照工程设计，对所述天井的井筒中心线进行标定和施工放线；

步骤A2；下部天井联络平巷进行扩帮压顶，浅孔爆破下部施工作业面，使下部作业面形成体积为V的硐室空间；

其中V≥v(K-1)v＝sh(K-1)

V 下部硐室空间体体

v 第一层爆破矿岩崩落体积

h 第一层爆破矿岩崩落高度

s 天井断面

K 矿岩碎胀性系数，取值范围为1.0～1.6；

步骤A3；沿天井断面布置炮孔，炮孔数量为N个，其中B个炮孔为装药孔，另外的N-B个炮孔为大直径空孔；大直径空孔之间呈菱形布置；

所述B个装药孔按其方位划分为一个核心孔和第一装药孔层、第二层装药孔层、第三层装药孔层，每个装药孔层均有C个炮孔；

核心孔与菱形大直径空孔的水平和垂直距离为L1，第一层装药孔与菱形大直径空孔的水平和垂直距离为L2，第二层装药孔与最近菱形大直径空孔的水平和垂直距离为L3，第三层装药孔与最近菱形大直径空孔的水平和垂直距离为L4；