應(yīng)用中深孔爆破施工井下穩(wěn)固性巖層大型硐室的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)用中深孔爆破施工井下穩(wěn)固性巖層大型硐室的方法，屬于非煤礦山井下硐室開挖的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著礦業(yè)的發(fā)展，以及大型機(jī)械化設(shè)備在礦山的廣泛應(yīng)用，礦山井下大型硐室不僅在數(shù)量、功能方向有所增加，而且對工程施工進(jìn)度、施工質(zhì)量的要求也越來越高。
[0003]傳統(tǒng)常用的井下大型硐室施工方法是上下導(dǎo)硐、分層施工的方法，即采取上下導(dǎo)硐，天井溜渣，先拱后墻，自上而下分層開挖的施工技術(shù)。該技術(shù)存在工藝復(fù)雜、施工效率低、工期長等突出缺點(diǎn)，但有效地解決了在中等穩(wěn)固和穩(wěn)固性較差的巖層中大型硐室的施工技術(shù)難題。然而，對于穩(wěn)固性較好的巖層中大型硐室施工，業(yè)內(nèi)人員一直在模索一種效率更高，工藝更為合理的施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硐室所處位置圍巖穩(wěn)定，具備中深孔爆破條件時，通過合理的中深孔布置及支護(hù)方式設(shè)計(jì)，中深孔爆破法是一種安全可靠、技術(shù)可行的硐室施工方法。因此，本發(fā)明提供一種應(yīng)用中深孔爆破施工井下穩(wěn)固性巖層大型硐室的方法，本方法適用于非煤礦山穩(wěn)固性巖層井下大型硐室的施工，如破碎硐室、提升機(jī)硐室、維修硐室等掘砌施工。本發(fā)明所述大型硐室指長度大于15m，寬度大于6m，高度大于6m的穩(wěn)固性巖層地下硐室。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:應(yīng)用中深孔爆破施工井下穩(wěn)固性巖層大型硐室的方法，包括:
[0006]I)硐室內(nèi)切割巷(先行導(dǎo)硐)和鑿巖巷掘進(jìn)及附屬硐室的施工
[0007]首先標(biāo)定先行導(dǎo)硐的中心線和腰線，沿硐室長軸方向，在硐室斷面中央底板掘進(jìn)一條先行導(dǎo)硐，作為切割巷，其兩端與外部工程聯(lián)通，當(dāng)先行導(dǎo)硐掘完后，根據(jù)設(shè)計(jì)所需，標(biāo)定附屬硐室的位置，使用手抱鉆施工鑿巖巷及附屬硐室；
[0008]2)切割天井施工
[0009]切割巷(先行導(dǎo)硐)、鑿巖巷及附屬硐室施工完畢后，在切割巷(先行導(dǎo)硐)的中間部位采用托鉤法反掘一條天井至硐室頂板，即切割天井，作為硐室開挖切割槽的最初補(bǔ)償空間，切割天井高度應(yīng)超出硐室拱頂高度0.2m，同時保證切割天井鉛垂和邊幫的平整，以利于切割槽施工的順利進(jìn)行；
[0010]3)中深孔鑿巖
[0011]切割天井施工完畢后，即進(jìn)行中深孔鑿巖施工，中深孔鑿巖施工采用2臺YGZ-90型鉆機(jī)鑿巖，先施工切割巷(先行導(dǎo)硐)內(nèi)的拉切割槽中深孔，再施工硐室內(nèi)的正排中深孔，最后施工硐室兩端的正排中深孔；
[0012]拉切割槽中深孔以切割天井為中心，向兩邊布置，鉆頭孔徑55mm，孔底距1.0m，鄰近切割天井的兩排中深孔排距分別為0.8m，后面的排距均為1.0m，采用垂直平行孔布置(炮孔彼此平行并且鉛垂的炮孔，中深孔就是炮孔)；
[0013]切割巷(先行導(dǎo)硐)的兩側(cè)各布置兩排正排中深孔，硐室的兩端各布置一排正排中深孔，鉆頭孔徑55mm，排距1.425m，孔底距1.5m，采用垂直扇形孔布置(整排炮孔呈扇形狀，排面為鉛垂的炮孔，中深孔就是炮孔)，邊孔角為10° ;
[0014]4)中深孔爆破
[0015]首先進(jìn)行拉切割槽中深孔爆破，隨后進(jìn)行正排中深孔爆破，拉切割槽中深孔爆破以切割天井為最初自由面，分次進(jìn)行爆破形成切割槽，正排中深孔以切割槽為自由面依次進(jìn)行爆破；
[0016]炸藥使用散裝膨化硝銨炸藥，起爆彈使用直徑Φ32mm X 300mm X 200g乳化炸藥，拉切割槽中深孔的裝藥系數(shù)為0.9，正排中深孔的裝藥系數(shù)平均為0.85，同排相鄰的正排中深孔裝藥系數(shù)采用0.9與0.8交替進(jìn)行裝藥，相鄰排相對的正排中深孔的裝藥系數(shù)采用0.9與
0.8交替進(jìn)行裝藥，裝藥密度為0.95kg/m3;比如說某個正排中深孔的裝藥系數(shù)為0.8，則同排相鄰的正排中深孔的裝藥系數(shù)為0.9，相鄰排相對的正排中深孔的裝藥系數(shù)為0.9 ；
[0017]5)作業(yè)面通風(fēng)
[0018]硐室內(nèi)切割巷和鑿巖巷掘進(jìn)及附屬硐室的施工、切割天井施工、中深孔鑿巖以及中深孔爆破后，出渣時間和支護(hù)時間的通風(fēng)均采取局扇輔助通風(fēng)，其他施工因?qū)ы匣蝽鲜彝旯ず螅鋬啥伺c外部工程相通，利用井下通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行通風(fēng)；
[0019]6)出渣與修幫、平底
[0020]6.1)出渣:使用鏟運(yùn)機(jī)分次進(jìn)行，邊角部位借助人工輔助出渣，待全部爆破結(jié)束并通風(fēng)后，硐室內(nèi)預(yù)留高2.55m的廢渣作支護(hù)作業(yè)平臺，硐室頂部和邊幫支護(hù)完工后，再將剩余的廢渣出凈；
[0021]6.2)修幫、平底:施工前由技術(shù)人員進(jìn)行斷面檢查，對爆破后出現(xiàn)的欠挖處進(jìn)行標(biāo)示，然后采用YT-28鉆機(jī)進(jìn)行修幫平底；
[0022]中深孔爆破后，在硐室底部會留下平均高1.2m的巖石平臺體，巖石平臺體采用YT-28 鉆機(jī)施工水平眼進(jìn)行爆破，水平眼間距和排距均為 600mm，采用乳化藥卷炸藥，藥卷規(guī)格為Φ 32mm X 200mm X 200g，雷管選用半秒延期非電塑料導(dǎo)爆雷管，起爆方式采用電容式起爆器起爆；
[0023]7)硐室支護(hù)
[0024]硐室中深孔最后一次爆破通風(fēng)后，對硐室頂部及墻部進(jìn)行撬毛作業(yè)，通過端部原先行導(dǎo)硐入口爬渣進(jìn)入硐室內(nèi)，利用各部分爆破預(yù)留渣石作為平臺，首先對硐室頂部及上部墻部進(jìn)行噴錨網(wǎng)支護(hù)，出凈渣石后再進(jìn)行硐室下端墻部噴錨網(wǎng)支護(hù)和附屬硐室噴錨網(wǎng)支護(hù)；
[0025]8)硐室混凝土底板施工
[0026]硐室底板找平清理后即進(jìn)行底板混凝土施工，底板混凝土采用C25，混凝土澆筑過程中，用插入式振搗器搗固，振動棒插入混凝土50?100mm，每次移動400mm，振動時間20?30s，下插快、上拔慢，防止留有插孔痕跡，不得觸及模板和預(yù)埋件。
[0027]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0028]進(jìn)一步，在I)中，所述先行導(dǎo)硐斷面尺寸為寬4.2mX高3.9m。
[0029]進(jìn)一步，在I)中，所述鑿巖巷及附屬硐室斷面尺寸為寬3mX高3m。
[0030]進(jìn)一步，在2)中，所述切割天井?dāng)嗝娉叽鐬殚L2.5m(硐室長軸方向)X寬2.0m。
[0031]進(jìn)一步，在3)中，為防止拉切割槽中深孔和正排中深孔爆破后，硐室寬度、長度和拱部高度出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，各邊幫部位的正排中深孔底端應(yīng)距離硐室邊幫0.15m。
[0032]進(jìn)一步，在4)中，起爆采用毫秒微差分段爆破法，每排中深孔均使用同一段雷管，排間采用毫秒延期雷管，實(shí)行逐排起爆，每孔內(nèi)裝入兩發(fā)非電毫秒延期導(dǎo)爆管雷管和全長導(dǎo)爆索，導(dǎo)爆索伸出孔外0.2m?0.4m，單排導(dǎo)爆索在孔口連接，起爆雷管裝在孔底位置。
[0033]采用此步驟的有益效果是采取毫秒微差起爆，降低了爆破地震波破壞作用，保護(hù)了硐室圍巖，提高了圍巖的自穩(wěn)能力。
[0034]進(jìn)一步，在4)中，切割巷(先行導(dǎo)硐)兩側(cè)各布置兩排正排中深孔，靠近切割巷(先行導(dǎo)硐)的那兩排正排中深孔分別為正排第一排中深孔和正排第三排中深孔，正排第二排中深孔位于正排第一排中深孔遠(yuǎn)離切割巷(先行導(dǎo)硐)的一側(cè)，正排第四排中深孔位于正排第三排中深孔遠(yuǎn)離切割巷(先行導(dǎo)硐)的一側(cè)，硐室的兩端各布置一排正排中深孔，分別為正排第五排中深孔和正排第六排中深孔，
[0035]中深孔爆破順序:
[0036]第一步:拉切割槽中深孔以切割天井為最初自由面，向硐室兩端后退式進(jìn)行爆破，每次爆破4排，分9次完成爆破，爆破后將廢渣出凈；
[0037]第二步:爆破正排第一排中深孔，爆破后將廢渣出凈；
[0038]第三步:爆破分三段起爆，第一段爆破正排第二排中深孔，第二段爆破正排第三排中深孔，第三段爆破正排第四排中深孔；
[0039]第四步:爆破硐室兩端的正排第五排中深孔和正排第六排中深孔，采取分次起爆爆破或同一次起爆爆破。
[0040]采用此步驟的有益效果是切割槽布置在硐室的中間，由切割槽兩側(cè)后退式分次爆破，向中間崩，減少了對硐室邊幫圍巖的破壞，提高了圍巖自穩(wěn)能力和礦渣的集中度，降低了支護(hù)成本，為后序施工與施工效率的提高創(chuàng)造了有利條件。
[0041]進(jìn)一步，在7)中，所述硐室支護(hù)采取噴錨網(wǎng)支護(hù)方式，其中錨桿采用Φ18mm的螺紋鋼砂楽銷桿，支護(hù)長度為2250mm，間距I OOOmm，排距I OOOmm，銷桿托盤采用δ = 1mm的鋼板制作，尺寸為200mm X 200mm;鋼筋網(wǎng)