一种侧向崩矿炮孔结构以及侧向崩矿方法技术

本发明专利技术公开了一种侧向崩矿炮孔结构以及侧向崩矿方法，该侧向崩矿炮孔结构包括在崩矿自由面内布置的若干侧崩炮孔，所述侧崩炮孔内部分段填装有若干段炸药，所述炸药均通过导爆索引出到炮孔外部连接起爆网络，同一侧崩炮孔内的炸药之间通过水柱间隔隔开，不同侧崩炮孔内的炸药在炮孔方向错位分布。采用本发明专利技术崩矿炮孔的侧向崩矿方法有效控制了粉矿率，降低了爆破产生的粉尘和有害气体，有效利用了炸药能量，降低了炸药单耗和爆破振动，有效改善了岩石的块度分布，有效控制了爆破边壁的稳定性，是一种粉矿率低、粉尘污染小、爆炸能量利用率高、单耗低、爆破振动小、爆破块度均匀、爆破边壁稳定性高的大规模侧向爆破崩矿技术方法。

A Lateral Caving Blasthole Structure and Lateral Caving Method

The invention discloses a side Caving Blasting Hole Structure and a side caving method. The side caving blasting hole structure includes several side caving blasting holes arranged in the free surface of the caving ore. The side Caving Blasting Hole is filled with several sections of explosives. The explosives are all connected to the blasting network outside the blasting hole through detonation index, and the explosives in the same side caving blasting hole are separated by water column interval. The explosives in different side-collapse holes are dislocated in the direction of the holes. By adopting the side caving method of the blasting hole of the invention, the powder ore rate is effectively controlled, the dust and harmful gas produced by blasting are reduced, the energy of explosive is effectively utilized, the unit consumption of explosive and blasting vibration are reduced, the fragmentation distribution of rock is effectively improved, and the stability of blasting side wall is effectively controlled. The method is characterized by low powder ore rate, low dust pollution, high utilization rate of explosive energy and unit consumption. Large-scale side blasting blasting method with low blasting vibration, uniform blasting fragmentation and high blasting sidewall stability.

【技术实现步骤摘要】
一种侧向崩矿炮孔结构以及侧向崩矿方法
本专利技术属于矿山开采爆破技术，具体涉及一种粉矿控制方法，特别是一种深孔爆破中实现粉矿控制的侧向崩矿炮孔结构及其侧向崩矿方法。
技术介绍
随着现代工业的发展，采矿工业作为基础产业，由于其资源条件和开采条件的不断恶化，采矿逐渐向高效率、低成本、大规模的技术方向转变。深孔采矿作为地下采矿生产中最流行的一种安全、高效、低成本和大规模的采矿方法，在许多低品位矿山和厚大矿体中被采用，然而这种采矿方法所采用的爆破技术却始终被爆破破岩和防止爆破过度粉碎两个对立面所困绕。特别是深孔爆破侧向崩矿中，装药量较大且相对集中，这造成爆炸能量的分配不合理，有的区域能量集中，有的区域又比较稀疏，最后结果是能量集中区域爆破过度粉碎，能量稀疏的区域又会产生较大块度的岩体。因此，上述矛盾在生产实践中表现出来的对立性比较突出，特别是在大规模的矿山爆破中。由于较大块度的破碎岩体会影响矿山出矿、机械破碎和矿石提升等正常的作业工序。因此，以往研究往往将关注点投向能量稀疏区域产生的较大块度的破碎岩体。一般情况下，大块率通过减少炮孔孔网参数和进一步增加装药量进行解决，然而，这也增加了爆破后的粉矿率。诸多实测数据表明，深孔侧向爆破崩矿中粉矿率一般为15～30％，有时甚至高达50％。因此，探索合理的大规模深孔爆破粉矿控制的侧向崩矿方法尤为重要。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：针对现有大规模深孔侧向崩矿中存在的粉矿率高、单耗高、振动大的缺陷，提供一种粉矿得以控制，单耗低，爆破振动小的侧向崩矿炮孔结构及其侧向崩矿方法。本专利技术采用如下技术方案实现：一种侧向崩矿炮孔结构，包括在崩矿自由面内布置的若干侧崩炮孔，所述侧崩炮孔内部分段填装有若干段炸药，所述炸药均通过导爆索引出到炮孔外部连接起爆网络，同一侧崩炮孔内的炸药之间通过水柱间隔隔开，不同侧崩炮孔内的炸药在炮孔方向错位分布。进一步的，所述侧崩炮孔为矿体顶部硐室向下钻凿的下向炮孔。进一步的，所有侧崩炮孔底部固定吊装有不同高度的定位块，所述炸药以及水柱间隔分布在定位块上方，通过不同高度的定位块实现不同侧崩炮孔内的炸药在炮孔方向错位分布。进一步的，所述侧崩炮孔内部最底端的炸药与定位块之间通过固体堵塞物隔开，所述侧崩炮孔内部最顶端的炸药上方通过固定堵塞物封堵。进一步的，所述侧崩炮孔内部最顶端填装水柱。在本专利技术的侧向崩矿炮孔结构中，所述水柱为填装有液体的密封水柱袋。本专利技术还公开了采用上述侧向崩矿炮孔结构的侧向崩矿方法，包括如下步骤：步骤一、完成拉槽爆破落矿后，在侧向矿区的顶部硐室钻凿下向炮孔，形成侧崩炮孔；步骤二、利用绳索将定位块吊装到各个侧崩炮孔的底部固定，相邻炮孔之间的定位块吊装高度错位分布，然后向侧崩炮孔内部的定位块上方填装固体粒状堵塞物；步骤三、铺设导爆索，并将炸药和水柱依次间隔填装到侧崩炮孔内；步骤四、将各个侧崩炮孔内的导爆索引出孔外与导爆雷管连接，并将所有导爆雷管连接至起爆网络；步骤五、起爆。具体的，所述步骤五中，采用延时起爆，起爆顺序为靠近侧崩自由面的炮孔到靠近采场边界的侧边炮孔，相邻炮孔的起爆间隔时间为17-100ms。具体的，所述步骤三中，所述侧崩炮孔内的水柱长度根据炸药量按照以下公式计算得出：H＝mKLr/R其中，H为水柱长度,m为边壁炮孔修正系数，根据矿石岩性分类一般取m＝1.8～3.5，当侧崩炮孔为非边壁炮孔时，m＝1。K为综合不耦合系数评估值，根据矿石岩性与炸药性能，取值范围为K＝1.3～2.5，L为炸药长度，r为炸药直径，R为炮孔直径。具体的，不同侧崩炮孔内的炸药之间的错位深度为(L+H)/2。本专利技术具有如下有益效果：(1)有效控制了粉矿率，降低了爆破产生的粉尘和有害气体。本专利技术采用炸药间隔水柱的装药结构，相比传统的空气间隔装药结构，水柱间隔装药结构具有更高的能量传递效率以及更好的能量分布均匀性，再加上相邻炮孔中炸药位置错位布置，避免了药包的集中分布，从而大大减少了爆炸能量的集中作用，减少了爆破过度粉碎，有效控制了粉矿率，减少了矿石损失；另外，炮孔使用水柱间隔，在受到爆破冲击作用后，水袋破裂形成的水珠能够吸附爆炸粉尘和有害气体，具有一定的环保作用。(2)炸药能量的有效利用。本专利技术采用水柱间隔装药的方式，水具有不可压缩、较大密度以及流动粘度的特点，减少了冲击波在传播过程中的衰减，对于爆炸产物的膨胀具有一定的延缓作用，可以将爆炸能量更加均匀、高效、持久地传递给矿岩，进而提高了炸药能量的有效利用率；而且相邻炮孔药包错位布置，可以将炸药在三维空间内均匀分散布置，大大避免了爆炸能量过多地作用于装药段对应高度位置的岩体，有利于爆炸能量均匀作用于开挖区岩体，提高了能量有效利用率。(3)降低了炸药单耗和爆破振动。本专利技术采用炸药间隔水柱的装药结构，相比传统的空气间隔装药结构，水柱间隔装药结构具有更高的能量传递效率以及更好的能量分布均匀性，因此水柱长度较空气柱长度可适当加大，进而增大了不耦合装药系数，减少了炸药用量，降低了爆破振动；孔口采用固体堵塞物加水柱的堵塞形式，可以对炸药的爆炸冲击波以及固体抛掷物形成一定压制、缓冲作用，从而实现降振作用。(4)有效改善了岩石的块度分布。本专利技术采用水柱作为装药间隔物，相比传统的空气柱间隔装药，可以使得爆炸应力波更加均匀、高效地作用于岩体，同时可以延长爆生气体的作用时间，减少了能量的集中、稀疏分布，提高了岩体的爆破破碎程度以及爆破块度的均匀性；另外，相邻炮孔药包错位布置，提高了药包在三维空间分布的均匀性，使得药包爆炸能量更加均匀地分布于周围岩体，进而进一步改善了岩石的块度分布。(5)有效控制了爆破边壁的稳定性。本专利技术的边壁炮孔采用了炸药与更长的水柱间隔的装药结构，进一步增大了不耦合装药系数，减少了炸药用量，进而减少了爆破冲击、振动对边壁的破坏作用，有效控制了边壁稳定性。综上所述，本专利技术是一种粉矿率低、粉尘污染小、爆炸能量利用率高、单耗低、爆破振动小、爆破块度均匀、爆破边壁稳定性高的大规模侧向爆破崩矿技术方法。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。附图说明图1为实施例中的矿区平面示意图。图2为实施例中的侧向崩矿爆破区域的炮孔立体分布示意图。图3为实施例中的边壁炮孔和非边壁炮孔的对比示意图。图中标号：1-侧向崩矿爆破区域，11-侧向崩矿自由面，2-拉槽空区，3-采场边界，4-侧崩炮孔，41-边壁炮孔，42-非边壁炮孔，401-炸药，402-水柱，403-定位块，404-固体堵塞物，405-导爆索，406-绳索，407-固定条，5-顶部硐室，6-底部溜矿空间。具体实施方式实施例本实施例适用于大规模深孔爆破中的侧向崩矿爆破，如图1所示，在对矿区划分为拉槽区和侧向崩矿区后，完成拉槽区爆破落矿后，利用本实施例中的侧向崩矿炮孔结构对侧向崩矿爆破区域1内的矿体进行侧向崩矿，利用拉槽空区2形成侧向崩矿自由面11。拉槽区的爆破为常规爆破技术，本实施例在此不做赘述。结合参见图2和图3，图示中的侧崩炮孔4针对图1中的侧向崩矿爆破区域1内的矿体进行侧向崩矿爆破，在侧向崩矿自由面11内的矿体布置有若干排侧崩炮孔4，其中临近采场边界3的一排炮孔为边壁炮孔41，其他为非边壁炮孔42。所有的侧崩炮孔4内部均分段填装有若干段炸药401，炸药401均通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种侧向崩矿炮孔结构，其特征在于：包括在崩矿自由面内布置的若干侧崩炮孔，所述侧崩炮孔内部分段填装有若干段炸药，所述炸药均通过导爆索引出到炮孔外部连接起爆网络，同一侧崩炮孔内的炸药之间通过水柱间隔隔开，不同侧崩炮孔内的炸药在炮孔方向错位分布。

【技术特征摘要】
1.一种侧向崩矿炮孔结构，其特征在于：包括在崩矿自由面内布置的若干侧崩炮孔，所述侧崩炮孔内部分段填装有若干段炸药，所述炸药均通过导爆索引出到炮孔外部连接起爆网络，同一侧崩炮孔内的炸药之间通过水柱间隔隔开，不同侧崩炮孔内的炸药在炮孔方向错位分布。2.根据权利要求1所述的一种侧向崩矿炮孔结构，所述侧崩炮孔为矿体顶部硐室向下钻凿的下向炮孔。3.根据权利要求2所述的一种侧向崩矿炮孔结构，所有侧崩炮孔底部固定吊装有不同高度的定位块，所述炸药以及水柱间隔分布在定位块上方，通过不同高度的定位块实现不同侧崩炮孔内的炸药在炮孔方向错位分布。4.根据权利要求3所述的一种侧向崩矿炮孔结构，所述侧崩炮孔内部最底端的炸药与定位块之间通过固体堵塞物隔开，所述侧崩炮孔内部最顶端的炸药上方通过固定堵塞物封堵。5.根据权利要求4所述的一种侧向崩矿炮孔结构，所述侧崩炮孔内部最顶端填装水柱。6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种侧向崩矿炮孔结构，所述水柱为填装有液体的密封水柱袋。7.一种采用权利要求1-6中的侧向崩矿炮孔结构的侧向崩矿方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、完成拉槽爆破落矿后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：史秀志，苟永刚，邱贤阳，霍晓锋，田志刚，黄沛生，钟杰，王远来，
申请(专利权)人：中南大学，深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿，
类型：发明
国别省市：湖南,43