本發(fā)明涉及爆破技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管及巷道施工方法。

背景技術(shù)：

在工程爆破施工過(guò)程中采用爆破技術(shù)是土木建設(shè)領(lǐng)域中重要的施工作業(yè)技術(shù)手段，尤其在煤礦巖石巷道的掘進(jìn)施工中，爆破掘進(jìn)是一種有效的作業(yè)方式。其中，在爆炸載荷的作用下，巖石、混凝土等被爆破物體形成的動(dòng)態(tài)斷裂過(guò)程，即爆破成縫機(jī)理，直接影響爆破的質(zhì)量，因而，是工程爆破施工過(guò)程中最受關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。

爆破成縫機(jī)理是利用爆炸沖擊波所引起的爆炸應(yīng)力波和爆生氣體產(chǎn)生的高溫、高壓氣體膨脹推力共同作用于巖體而產(chǎn)生裂縫，即應(yīng)力波與爆炸氣體共同作用理論，也就是說(shuō)，巖體內(nèi)最初裂隙的形成是由爆炸應(yīng)力波造成的，隨后爆生氣體楔入巖體內(nèi)最初形成的裂隙，并在準(zhǔn)靜態(tài)壓力作用下，使由爆炸應(yīng)力波形成的最初裂隙進(jìn)一步擴(kuò)展，存在炮眼利用率低、巷道周邊成型差、圍巖損傷嚴(yán)重等問(wèn)題。

目前，定向斷裂控制爆破技術(shù)采用切縫藥包定向斷裂控制爆破，利用切縫來(lái)控制爆炸應(yīng)力場(chǎng)的分布和爆生氣體對(duì)介質(zhì)的準(zhǔn)靜態(tài)作用，達(dá)到控制被爆介質(zhì)的破碎程度及開(kāi)裂方向、能夠較為有效保護(hù)圍巖的目的，因而具有成型好，能夠減少圍巖損傷的優(yōu)點(diǎn)，在爆破工程中廣泛應(yīng)用。該定向斷裂控制爆破方法中，切縫藥包中炸藥爆炸產(chǎn)生的能量，一部分用于煤礦巖石的破碎與拋擲，形成煤礦巖石巷道；另一部分則以波的形式向四周傳播，導(dǎo)致周邊巖體的變形與破壞損傷，使得該類煤礦巖石巷道周邊成型質(zhì)量較低，給后期煤礦巖石巷道的支護(hù)帶來(lái)諸多不便，也為使用期間的煤礦巖石巷道帶來(lái)安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管及巷道施工方法，能夠有效提升煤礦巖石巷道周邊成型質(zhì)量，提高煤礦巖石巷道的使用安全性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管，包括：

內(nèi)管、外管以及支撐梁，其中，

內(nèi)管粘附固定在外管的內(nèi)壁上，在內(nèi)管與外管形成的最大空隙處，設(shè)置有支撐梁以連接內(nèi)管與外管；

外管的外壁對(duì)稱兩側(cè)，距離外管圓端面預(yù)先設(shè)置的距離閾值處設(shè)置有切縫。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種實(shí)施方式中，所述偏心裝藥切縫管長(zhǎng)250mm、外徑38mm、外壁厚1mm，外壁對(duì)稱兩邊緣設(shè)置有切縫，切縫寬度4mm，切縫的左端面距外管的左圓端面10mm，切縫的右端面距外管的右圓端面10mm。

結(jié)合第一方面的第一種實(shí)施方式，在第一方面的第二種實(shí)施方式中，所述內(nèi)管為裝藥管，內(nèi)徑33mm、內(nèi)壁厚1mm，內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)壁粘結(jié)固化在一起，在粘結(jié)固化的內(nèi)管外壁的對(duì)稱側(cè)，利用支撐梁與所述外管內(nèi)壁連接。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種巷道施工方法，包括：加工制作包含內(nèi)管和外管的偏心裝藥切縫管，其中，內(nèi)管與外管形成偏心結(jié)構(gòu)；

將預(yù)定量的乳化炸藥裝入偏心裝藥切縫管的內(nèi)管中；

進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工；

在所述巷道掘進(jìn)施工鉆取的周邊眼中裝入填充有乳化炸藥的偏心裝藥切縫管；

以順序微差起爆的方式，順序起爆中心眼、掏槽眼、周邊眼，完成巷道一個(gè)循環(huán)內(nèi)的全斷面爆破施工。

結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種實(shí)施方式中，所述周邊眼中裝入的偏心裝藥切縫管的兩個(gè)切縫的連線方向與煤礦巖石巷道的輪廓線平齊，且粘附固定在外管內(nèi)壁上的內(nèi)管一側(cè)靠近被爆巖石一側(cè)。

結(jié)合第二方面的第一種實(shí)施方式，在第二方面的第二種實(shí)施方式中，所述煤礦巖石巷道為直墻拱形、矩形、梯形煤礦巖石巷道，所述周邊眼中裝入的偏心裝藥切縫管的兩個(gè)切縫的連線方向可設(shè)置為與直墻拱形、矩形、梯形煤礦巖石巷道的拱形輪廓線平齊，且與偏心裝藥切縫管的圓端面的半徑方向垂直。

結(jié)合第二方面、第二方面的第一種或第二種實(shí)施方式，在第二方面的第三種實(shí)施方式中，所述偏心裝藥切縫管長(zhǎng)250mm、外徑38mm、外壁厚1mm，外壁對(duì)稱兩邊緣設(shè)置有切縫，切縫寬度4mm，切縫的左端面距外管的左圓端面10mm，切縫的右端面距外管的右圓端面10mm。

結(jié)合第二方面的第三種實(shí)施方式，在第二方面的第四種實(shí)施方式中，所述煤礦巖石巷道為直墻拱形煤礦巖石巷道，所述周邊眼中裝入的偏心裝藥切縫管的兩個(gè)切縫的連線方向可設(shè)置為與直墻拱形煤礦巖石巷道的拱形輪廓線平齊，且與偏心裝藥切縫管的圓端面的半徑方向垂直。

本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管及巷道施工方法，所述應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管包括：內(nèi)管、外管以及支撐梁，其中，內(nèi)管粘附固定在外管的內(nèi)壁上，在內(nèi)管與外管形成的最大空隙處，設(shè)置有支撐梁以連接內(nèi)管與外管；外管的外壁對(duì)稱兩側(cè)，距離外管圓端面預(yù)先設(shè)置的距離閾值處設(shè)置有切縫，能夠有效提升煤礦巖石巷道周邊成型質(zhì)量，提高煤礦巖石巷道的使用安全性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例巷道施工方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管斷面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用于巷道掘進(jìn)施工的偏心裝藥切縫管側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

參見(jiàn)圖1和圖2，偏心裝藥切縫管采用塑料材質(zhì)，包括：內(nèi)管、外管以及支撐梁，其中，

內(nèi)管粘附固定在外管的內(nèi)壁上，在內(nèi)管與外管形成的最大空隙處，設(shè)置有支撐梁以連接內(nèi)管與外管；

外管的外壁對(duì)稱兩側(cè)，距離外管圓端面預(yù)先設(shè)置的距離閾值處設(shè)置有切縫。

本實(shí)施例中，作為一可選實(shí)施例，偏心裝藥切縫管可用模具進(jìn)行澆筑，制作工藝簡(jiǎn)單。

本實(shí)施例中，作為一可選實(shí)施例，偏心裝藥切縫管長(zhǎng)250mm、外徑38mm、外壁厚1mm，外壁對(duì)稱兩邊緣設(shè)置有切縫，切縫寬度4mm，切縫的左端面(圖2中水平方向的左側(cè))距外管的左圓端面10mm，切縫的右端面距外管的右圓端面10mm。

內(nèi)管為裝藥管，內(nèi)徑33mm、內(nèi)壁厚1mm，內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)壁粘結(jié)固化在一起，在粘結(jié)固化的內(nèi)管外壁的對(duì)稱側(cè)，利用支撐梁與外管內(nèi)壁連接，并起到支撐的作用。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例巷道施工方法流程示意圖。該巷道施工方法為基于偏心裝藥切縫管的巷道掘進(jìn)施工方法，參見(jiàn)圖3，該方法包括：

步驟301，加工制作包含內(nèi)管和外管的偏心裝藥切縫管，其中，內(nèi)管與外管形成偏心結(jié)構(gòu)；

本實(shí)施例在于提供一種新的巷道，例如，煤礦巖石巷道周邊眼爆破的裝藥及施工方法，以滿足(煤礦巖石)巷道爆破掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)周邊成型高質(zhì)量的要求。

本實(shí)施例中，以煤礦巖石巷道為例，煤礦巖石巷道周邊成型所依據(jù)的巖石動(dòng)態(tài)斷裂機(jī)理是：炸藥爆炸后，在爆炸應(yīng)力波的作用下，煤礦巖石中首先出現(xiàn)徑向裂紋，隨后，爆生氣體楔入煤礦巖石內(nèi)最初形成的裂紋中，并在準(zhǔn)靜態(tài)壓力作用下驅(qū)動(dòng)裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展，最終導(dǎo)致煤礦巖石破碎斷裂，其中，煤礦巖石斷裂是一種典型的拉伸斷裂。因而，為了使爆炸產(chǎn)生的能量主要用于破碎巖石做功，最大限度的保護(hù)圍巖，需要改變爆炸能量的作用路徑和作用方式。

因而，本實(shí)施例中，提出采用偏心裝藥切縫管爆破的煤礦巖石巷道周邊爆破成型方法，即預(yù)先設(shè)計(jì)一種可以用于偏心裝藥的切縫藥包，即偏心裝藥切縫管，使炸藥位于切縫藥包的切縫管的底部，并與即將爆破的圍巖接觸較近，這樣，可以使得炸藥能量盡可能多的向被爆巖石側(cè)釋放，由于是偏心裝藥，炸藥與上部管壁之間留有空氣間隙，以起到減緩能量傳遞的作用。

本實(shí)施例中，偏心裝藥切縫管采用塑料材質(zhì)，包括：內(nèi)管、外管以及支撐梁，其中，

內(nèi)管粘附固定在外管的內(nèi)壁上，在內(nèi)管與外管形成的最大空隙處，設(shè)置有支撐梁以連接內(nèi)管與外管；

外管的外壁對(duì)稱兩側(cè)，距離外管端面預(yù)先設(shè)置的距離閾值處設(shè)置有切縫。

本實(shí)施例中，內(nèi)管與外管不同圓心，形成偏心結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，作為一可選實(shí)施例，偏心裝藥切縫管可用模具進(jìn)行澆筑，制作工藝簡(jiǎn)單。

本實(shí)施例中，作為一可選實(shí)施例，偏心裝藥切縫管長(zhǎng)250mm、外徑38mm、外壁厚1mm，外壁對(duì)稱兩邊緣留有切縫，切縫寬度4mm，切縫的左端面(圖3中的左側(cè))距外管的左端面10mm，切縫的右端面距外管的右端面10mm。

內(nèi)管為裝藥管，內(nèi)徑33mm、內(nèi)壁厚1mm，內(nèi)管的外壁與外管的內(nèi)壁粘結(jié)固化在一起，在粘結(jié)固化的內(nèi)管外壁的對(duì)稱側(cè)，利用支撐梁與外管內(nèi)壁連接，并起到支撐的作用。其中，外管中除容置支撐梁以及內(nèi)管之外的部分為空隙。

步驟302，將預(yù)定量的乳化炸藥裝入偏心裝藥切縫管的內(nèi)管中；

本實(shí)施例中，將現(xiàn)成的乳化炸藥裝入內(nèi)管中，制成偏心裝藥切縫藥卷。

步驟303，進(jìn)行巷道掘進(jìn)施工；

本實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)的煤礦巖石巷道掘進(jìn)施工中，中心眼、掏槽眼和周邊眼采用常規(guī)作業(yè)方式按現(xiàn)有作業(yè)方式進(jìn)行分布。作為一可選實(shí)施例，鉆取中心眼、掏槽眼和周邊眼的炮孔時(shí)選用直徑40mm的鉆頭，各炮孔的角度依據(jù)煤礦巖石的具體情況而定，本實(shí)施例對(duì)此不作具體限定。

本實(shí)施例中，作為一可選實(shí)施例，周邊眼間距300mm～400mm。

步驟304，在所述巷道掘進(jìn)施工鉆取的周邊眼中裝入填充有乳化炸藥的偏心裝藥切縫管；

本實(shí)施例中，中心眼和掏槽眼中按照現(xiàn)有技術(shù)裝入乳化炸藥即可，裝入藥卷的數(shù)量依據(jù)炮孔的長(zhǎng)度而定。周邊眼裝入本實(shí)施例的偏心裝藥切縫藥卷。

本實(shí)施例中，作為一可選實(shí)施例，周邊眼中裝入的偏心裝藥切縫管的兩個(gè)切縫的連線方向與煤礦巖石巷道的輪廓線平齊，且粘附固定在外管內(nèi)壁上的內(nèi)管(裝填的炸藥)一側(cè)靠近被爆巖石一側(cè)。

本實(shí)施例可適用于所有形狀的巖石巷道，例如，作為另一可選實(shí)施例，如果煤礦巖石巷道為直墻拱形、矩形、梯形煤礦巖石巷道，則周邊眼中裝入的偏心裝藥切縫管的兩個(gè)切縫的連線方向可設(shè)置為與相應(yīng)直墻拱形、矩形、梯形煤礦巖石巷道的拱形輪廓線平齊，且與偏心裝藥切縫管的圓端面的半徑方向垂直。

本實(shí)施例中，作為一可選實(shí)施例，連接各炮眼中炸藥的導(dǎo)線采用串聯(lián)或并聯(lián)皆可。

步驟305，以順序微差起爆的方式，順序起爆中心眼、掏槽眼、周邊眼，完成巷道一個(gè)循環(huán)內(nèi)的全斷面爆破施工。

本實(shí)施例的偏心裝藥切縫管爆破施工方法，采用偏心裝藥與偏心裝藥切縫管爆破技術(shù)相耦合的巖石巷道爆破技術(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)可用于偏心裝藥的偏心裝藥切縫管，利用炸藥與偏心裝藥切縫管的外管壁之間的空氣作為緩沖層，既起到了煤礦巖石巷道周邊定向斷裂控制爆破的效果，提高該類巖石巷道周邊成型質(zhì)量，又充分保護(hù)了圍巖，能夠最大限度減少圍巖的損傷，從而提高煤礦巖石巷道的使用安全性，本實(shí)施例的方法能夠有力保障爆破施工質(zhì)量和施工水平，施工過(guò)程安全、可靠，可具體應(yīng)用于巖石巷道掘進(jìn)施工的過(guò)程中，特別適用于在較高硬度的煤礦巖石巷道和地應(yīng)力水平較大的煤礦巖石巷道掘進(jìn)作業(yè)中使用。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(read-onlymemory，rom)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。