一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法技术

本发明专利技术公开了一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法，包括以下步骤：考察工程现场的地应力的情况，获得地应力的大小和方向；选定炮孔，获得炮孔参数，进行爆破；在炮孔周围施工2个窥探孔，窥探孔一、窥探孔二与炮孔之间空间交错，窥探孔一孔底、窥探孔二孔底、炮孔孔底与窥探孔一孔口、窥探孔二孔口、炮孔孔口分别位于两条不同平面的直线上，两条直线在空间上垂直；确定窥探孔一、窥探孔二的空间位置参数，进行窥探孔一和窥探孔二的施工；施工完成后，利用钻孔电视记录窥探孔一、窥探孔二孔壁上的裂纹。本发明专利技术采用上述超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法，能够解决现有的超深孔爆破裂纹窥探不完全、观测效率低的问题。观测效率低的问题。观测效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法


[0001]本专利技术涉及矿产资源开采
，尤其是涉及一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法。

技术介绍

[0002]超深孔爆破在矿产资源开采过程中应用非常广泛，通过超深孔爆破促使矿体/岩体裂纹的产生，从而达到矿石的破碎、强度弱化、渗透率提高、应力转移等目的。例如采用超深孔爆破技术在煤矿工作面及巷道两帮形成卸压破坏区，释放掉煤岩体内的弹性能，有效消除矿井冲击地压危险；针对低渗透突出煤层，采用超深孔爆破技术可有效提高煤层透气性，增强瓦斯抽采效果，降低煤与瓦斯突出灾害风险；同时，超深孔爆破可有效弱化煤层厚硬顶板，避免采空区大面积悬顶垮落后形成飓风和破断动载；此外，超深孔爆破技术在厚硬顶板沿空留巷切顶卸压、阻断超前应力维护巷道稳定性等方面均有成功应用。
[0003]超深孔爆破的显著特点是：炮孔长度一般为20～50米，甚至可达到100米，炮孔处在原岩应力之中，受围压作用影响，没有爆破自由面。即对于一定的炸药量来说，炸药爆炸作用只发生在岩体内部，在炮孔孔口位置看不到爆破裂纹。
[0004]爆破裂纹扩展的范围及方向是进行爆破参数设计的根本依据。目前超深孔爆破参数设计依据主要是借鉴浅孔、中深孔爆破(如露天采矿，无应力，1～3个爆破自由面)中经验、半经验公式，并未充分考虑超深孔爆破的炮孔是处在围压作用之中这一重要的边界条件。已有研究发现，围压作用对爆破裂纹扩展影响非常大，直接影响爆破裂纹扩展的方向和范围。故若炮孔处在围压作用之中，爆破参数设计仍借鉴浅孔、中深孔爆破中经验、半经验公式，将导致爆破参数设计的盲目性，降低爆破效果，甚至导致工程实践的失败。
[0005]由于爆破过程的复杂性，在一定的围压条件下，超深孔爆破裂纹扩展的轨迹还无法利用解析法进行计算，目前，采用钻孔电视现场实测是较为准确和便捷的方法。一般采用的窥探孔布置形式均为窥探孔与爆破孔平行/平面布置，如图1所示，该布置形式形成的观测面单一，未考虑围压作用对爆破裂纹扩展的影响(裂纹扩展方向的非均一性)，极有可能窥探不到爆破裂纹，影响观测效率。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法，解决现有的超深孔爆破裂纹窥探不完全、观测效率低的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法，包括以下步骤：
[0008]S1、考察工程现场的地应力的情况，获得地应力的大小和方向；
[0009]S2、选定炮孔，获得炮孔参数，进行爆破；
[0010]S3、爆破完成后，在炮孔周围施工2个窥探孔，分别为窥探孔一、窥探孔二，窥探孔一、窥探孔二与炮孔之间空间交错，窥探孔一孔底、窥探孔二孔底、炮孔孔底与窥探孔一孔
口、窥探孔二孔口、炮孔孔口分别位于两条不同平面的直线上，两条直线在空间上垂直；
[0011]S4、确定窥探孔一、窥探孔二的空间位置参数，进行窥探孔一和窥探孔二的施工；
[0012]S5、施工完成后，利用钻孔电视记录窥探孔一、窥探孔二孔壁上的裂纹，确定超深孔爆破裂纹扩展方向及范围。
[0013]优选的，所述S3中，窥探孔一孔底、窥探孔二孔底与炮孔孔底的距离均为10
‑
30倍炮孔半径，炮孔装药截止处与窥探孔一、窥探孔二之间的距离均为70
‑
120倍炮孔半径。炮孔装药截止处与窥探孔一、窥探孔二之间的距离为装药截止处做的水平面与炮孔轴线的交点与该水平面与窥视孔一、窥视孔二轴线交点的距离。
[0014]优选的，所述窥探孔一孔底、窥探孔二孔底与炮孔孔底的距离均为20倍炮孔半径，炮孔装药截止处与窥探孔一、窥探孔二之间的距离均为100倍炮孔半径。
[0015]优选的，所述S3中，所述窥探孔一、窥探孔二的孔径不小于60mm。
[0016]优选的，所述S4中，窥探孔一、窥探孔二与炮孔的水平距离x0的计算公式为：
[0017][0018]其中，L0为炮孔的长度；L1为炮孔装药段长度；a为窥探孔一、窥探孔二的孔底与炮孔孔底距离；b为炮孔装药截至处与探孔一、窥探孔二的距离。
[0019]优选的，所述S4中，窥探孔一倾角α1、窥探孔一与巷道帮壁正交平面的夹角θ1的计算公式如下：
[0020][0021][0022]窥探孔二倾角α2、窥探孔二与巷道帮壁正交平面的夹角θ2的计算公式如下：
[0023][0024][0025]其中，x0为窥探孔一、窥探孔二与炮孔之间的水平距离；为炮孔的倾角；L0为炮孔的长度；a为窥探孔一、窥探孔二的孔底与炮孔孔底距离。
[0026]本专利技术所述的一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法的优点和积极效果是：本专利技术在炮孔的附近设置了窥探孔一、窥探孔二两个窥探孔，并且窥探孔一、窥探孔二与炮孔之间空间交错，窥探孔一孔底、窥探孔二孔底、炮孔孔底与窥探孔一孔口、窥探孔二孔口、炮孔孔口分别位于两条不同平面的直线上，两条直线在空间上垂直；可实现对超深孔爆破裂纹的立体式窥探，窥探范围广，有效避免了平行/平面窥探钻孔窥探范围小，有可能窥探不到
爆破裂纹，从而需要多次施工窥探孔的弊端，可大大减少工程量，提高观测效率。
[0027]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0028]图1为现有技术中常规窥探孔布置结构示意图；
[0029]图2为本专利技术一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹轨迹确定方法实施例的窥探孔布置立体结构示意图；
[0030]图3为本专利技术一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹轨迹确定方法实施例的窥探孔布置正视结构示意图；
[0031]图4为本专利技术一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹轨迹确定方法实施例的窥探孔布置侧视结构示意图。
[0032]附图标记
[0033]1、炮孔；2、窥探孔一；3、窥探孔二；4、炮口孔口；5、窥探孔一孔口；6、窥探孔二孔口；7、炮口孔底；8、窥探孔一孔底；9、窥探孔二孔底。
具体实施方式
[0034]以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0035]除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0036]实施例
[0037]以山东某矿为例详细说明超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法的实施过程。该矿为消除冲击地压隐患，针对煤层上方厚硬顶板采取了超深孔爆破措施。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、考察工程现场的地应力的情况，获得地应力的大小和方向；S2、选定炮孔，获得炮孔参数，进行爆破；S3、爆破完成后，在炮孔周围施工2个窥探孔，分别为窥探孔一、窥探孔二，窥探孔一、窥探孔二与炮孔之间空间交错，窥探孔一孔底、窥探孔二孔底、炮孔孔底与窥探孔一孔口、窥探孔二孔口、炮孔孔口分别位于两条不同平面的直线上，两条直线在空间上垂直；S4、确定窥探孔一、窥探孔二的空间位置参数，进行窥探孔一和窥探孔二的施工；S5、施工完成后，利用钻孔电视记录窥探孔一、窥探孔二孔壁上的裂纹，确定超深孔爆破裂纹扩展方向及范围。2.根据权利要求1所述的一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法，其特征在于：所述S3中，窥探孔一孔底、窥探孔二孔底与炮孔孔底的距离均为10
‑
30倍炮孔半径，炮孔装药截止处与窥探孔一、窥探孔二之间的距离均为70
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120倍炮孔半径。3.根据权利要求2所述的一种超深孔爆破裂纹扩展轨迹确定方法，其特征在于：所述窥探...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈大勇，黄炳香，郭英，吴占伟，邵鲁英，焦雪杰，赵兴龙，江续飞，侯鸣晓，韩晓克，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：