本發(fā)明是一種用于地下大斷面鑿巖工程,具有控制爆破震動和改善爆破效果的一種工程爆破方法。
背景技術(shù):如圖1所示,傳統(tǒng)的鉆爆方法,爆破時的崩落與崩抬區(qū)基本相同,各占鑿巖截面的1/2。同時,傳統(tǒng)的鑿巖斷面鉆爆控制較弱,啟動爆破時,炮孔間的爆破應(yīng)力會產(chǎn)生相互抵消和干擾,因而造成爆破炸藥的威力不能發(fā)揮和爆破效率低,而對隧道周邊圍巖的應(yīng)力破壞和擾動等爆破負面效應(yīng)還比較大,特別是鑿巖斷面的地質(zhì)比較復(fù)雜的情況時,就有可能造成較嚴重的后果。此外,傳統(tǒng)的楔形掏槽方式的鉆爆方法,是較易掌握的并具有普遍性的一種施工方式,其適用性較強,但在實際運用過程中,這種方式對地質(zhì)條件不加區(qū)分,存在以下現(xiàn)象:大角度大抵抗線、加大掏槽高度、加大掏槽深度、加大孔裝藥量、加大掏槽炮孔同段裝藥量、最大段裝藥量難控制等;在爆破時對隧道周圍巖石的應(yīng)力破壞和擾動比較大,特別是鑿巖斷面的地質(zhì)比較復(fù)雜的情況時,就有可能造成較嚴重的后果。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于:提出一種用于地下大斷面鑿巖工程,具有控制爆破震動和改善爆破效果的一種工程爆破方法。本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):一種隧道鑿巖工程分區(qū)控制爆破方法,步驟依次為:1)分區(qū)鉆孔:將鑿巖工作面分為掏槽區(qū)、上下擴槽區(qū)、輔助崩落區(qū)、輔助崩抬區(qū)和光爆區(qū),并在各區(qū)域鉆眼成孔;鑿巖工作面的中部靠下區(qū)域為掏槽區(qū),是由3-4排、10列以上左右對稱的水平傾斜炮孔組合而成,且傾斜方向為左右炮孔的孔底相距30cm,掏槽孔間抵抗線取值為75cm,掏槽高度1.5m,掏槽區(qū)炮孔間排距為400~750mm;該方案中,與傳統(tǒng)方法對比,傳統(tǒng)方法通常要6-8排、6-8列,掏槽孔間抵抗線通常要100cm,掏槽高度3m左右,本專利掏槽區(qū)炮孔減排增列,有效減小掏槽孔間抵抗線20-30cm,減小掏槽高度及掏槽孔同段裝藥量,最大限度的控制爆破飛石距離及減小掏槽孔藥量集中引起的爆破振動。鑿巖工作面的掏槽區(qū)的上下區(qū)域為上下擴槽區(qū),上下擴槽區(qū)是掏槽區(qū)炮孔與輔助崩落區(qū)炮孔及輔助崩抬區(qū)炮孔的連接區(qū)域,上下擴槽區(qū)炮孔間排距為500~800mm,炮孔傾斜方向指向所連接的區(qū)域炮孔;鑿巖工作面的上擴槽區(qū)的上方連接區(qū)域為輔助崩落區(qū),炮孔間排距為800mm以上,炮孔傾斜方向與上擴槽區(qū)炮孔傾斜方向一致;鑿巖工作面的下擴槽區(qū)的下方區(qū)域為輔助崩抬區(qū),炮孔間排距為800~1000mm,輔助崩抬區(qū)炮孔傾斜方向與下擴槽區(qū)炮孔傾斜方向一致;該方案中,能有效形成貫穿裂縫,得到更好的光面爆破效果。鑿巖工作面的周邊環(huán)繞區(qū)域為光爆區(qū),其炮孔中對應(yīng)上下擴槽區(qū)的炮孔,與上下擴槽區(qū)的炮孔傾斜方向一致;對應(yīng)輔助崩落區(qū)的炮孔,與輔助崩落區(qū)的炮孔傾斜方向一致;對應(yīng)掏槽區(qū)的炮孔不傾斜,且留有向外插角;2)炮眼裝填:裝藥采用反向裝藥,不打底藥,裝藥按段位布置裝藥分片分組,所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞長度不小于20cm,除光爆區(qū)炮孔為竹片加導(dǎo)爆索間隔綁扎炸藥形式外,其它均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu);3)啟爆鑿巖斷面爆破,起爆網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)式連接網(wǎng)絡(luò),孔內(nèi)采用毫秒長延時1-14段的非電導(dǎo)爆管雷管,外部起爆網(wǎng)絡(luò)采用同段低段位雷管簇并聯(lián)結(jié):掏槽區(qū)和上下擴槽區(qū)爆破,上下擴槽區(qū)輔助掏槽區(qū)炮孔形成槽腔和擴大槽腔體積,之后輔助崩抬區(qū)爆破,再之后輔助崩落區(qū)爆破,輔助崩落區(qū)利用掏槽區(qū)和上擴槽區(qū)炮孔爆破后形成的有效槽腔,從最下排至最上排依次爆破,最后光爆區(qū)爆破。該方案中,由于掏槽區(qū)和擴槽區(qū)藥量較集中,掏槽區(qū)炮孔在上下擴槽區(qū)炮孔的協(xié)助下,能形成完整的槽腔,并為后續(xù)輔助崩落區(qū)和輔助崩抬區(qū)提供充分的自由面;輔助崩落區(qū)炮孔借助自由面按分段依次爆破,加之輔助崩落區(qū)巖石的自重作用,更易得到好的爆破效果。作為選擇,采用水袋與阻泥和炸藥混裝法完成鉆眼成孔炸藥的裝填。前述本發(fā)明主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案,均為本發(fā)明可采用并要求保護的方案;且本發(fā)明,各選擇可和其他選擇任意組合,本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識可明了有多種組合,均為本發(fā)明所要保護的技術(shù)方案,在此不做窮舉。本發(fā)明的有益效果:本專利方法把工作面劃分為掏槽區(qū)、擴槽區(qū)、輔助崩落區(qū)、輔助崩抬區(qū),光爆區(qū)共五個工作面爆區(qū),每個區(qū)都能相對獨立完成劃區(qū)爆破,分散爆破能量的集中分布,最大限度地降低對隧道圍巖的傷害。由于隧道爆破的特殊性,本專利使掏槽區(qū)和擴槽區(qū)完成爆破后,形成一個導(dǎo)洞,為后序爆破擴大和創(chuàng)造了更多臨空面,降低后續(xù)爆破難度,穩(wěn)定提高爆破效果。與傳統(tǒng)爆破相比,此次方案完成了崩落區(qū)與崩抬區(qū)的互換,大大提高了崩落區(qū)在整個工作面的比重,崩落區(qū)介質(zhì)在爆破中能利用自身重力對爆破效果產(chǎn)生影響,充分利用了炸藥能量,得到更加穩(wěn)定的爆破效果。本專利方法采用定量化爆破設(shè)計,控制炸藥爆炸能量在爆區(qū)的釋放時間和介質(zhì)破碎過程,充分利用炸藥能量,減少爆破負面效應(yīng),提高爆破效果可靠性。有效地控制周邊眼炸藥的爆破作用,減少對圍巖的擾動,保持圍巖的穩(wěn)定,充分發(fā)揮圍巖的自承作用,確保施工安全,提高工程質(zhì)量和效率。該專利方法在有效控制周邊眼炸藥用量的同時,改變了傳統(tǒng)輔助孔排間齊發(fā)爆破對光爆層的影響和破壞,得到更好的光爆效果。由于采用了精確控制方法,鑿巖斷面爆破后,清運完爆破的巖石后,下一個掘進斷面是比較平整的,為快速確定接下來的鉆爆方案提供了非常有利的條件。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)的炮孔區(qū)域布置示意圖;圖2是本發(fā)明的鑿巖工作面分區(qū)示意圖;圖3是本發(fā)明實施例1的高鐵單線的鑿巖工作面炮孔布置示意圖;圖4是本發(fā)明實施例2的高鐵雙線的鑿巖工作面炮孔布置示意圖;圖5是本發(fā)明的分段爆破色譜圖;圖6是現(xiàn)有技術(shù)的高鐵單線斷面炮孔布置示意圖。具體實施方式下列非限制性實施例用于說明本發(fā)明。實施例1:參考圖2、3所示,一種隧道鑿巖工程分區(qū)控制爆破方法,步驟依次為:1)分區(qū)鉆孔:將鑿巖工作面分為掏槽區(qū)、上下擴槽區(qū)、輔助崩落區(qū)、輔助崩抬區(qū)和光爆區(qū),并在各區(qū)域鉆眼成孔;鑿巖工作面的中部靠下區(qū)域為掏槽區(qū),是由3-4排、10列以上左右對稱的水平傾斜炮孔組合而成,且傾斜方向為左右炮孔的孔底相距30cm,掏槽孔間抵抗線取值為75cm,掏槽高度1.5m,掏槽區(qū)炮孔間排距為400~750mm;鑿巖工作面的掏槽區(qū)的上下區(qū)域為上下擴槽區(qū),上下擴槽區(qū)是掏槽區(qū)炮孔與輔助崩落區(qū)炮孔及輔助崩抬區(qū)炮孔的連接區(qū)域,上下擴槽區(qū)炮孔間排距為500~800mm,炮孔傾斜方向指向所連接的區(qū)域炮孔;鑿巖工作面的上擴槽區(qū)的上方連接區(qū)域為輔助崩落區(qū),炮孔間排距為800mm以上,炮孔傾斜方向與上擴槽區(qū)炮孔傾斜方向一致;鑿巖工作面的下擴槽區(qū)的下方區(qū)域為輔助崩抬區(qū),炮孔間排距為800~1000mm,輔助崩抬區(qū)炮孔傾斜方向與下擴槽區(qū)炮孔傾斜方向一致;鑿巖工作面的周邊環(huán)繞區(qū)域為光爆區(qū),其炮孔中對應(yīng)上下擴槽區(qū)的炮孔,與上下擴槽區(qū)的炮孔傾斜方向一致;對應(yīng)輔助崩落區(qū)的炮孔,與輔助崩落區(qū)的炮孔傾斜方向一致;對應(yīng)掏槽區(qū)的炮孔不傾斜,且留有向外插角;2)炮眼裝填:裝藥采用反向裝藥,不打底藥,裝藥按段位布置裝藥分片分組,雷管要“對號入座”,不要裝錯段位和藥量,所有炮眼均以炮泥堵塞,堵塞長度不小于20cm,除光爆區(qū)炮孔為竹片加導(dǎo)爆索間隔綁扎炸藥形式外,其它均采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu);3)啟爆鑿巖斷面爆破,起爆網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)式連接網(wǎng)絡(luò),孔內(nèi)采用毫秒長延時1-14段的非電導(dǎo)爆管雷管,外部起爆網(wǎng)絡(luò)采用同段低段位雷管簇并聯(lián)結(jié):掏槽區(qū)和上下擴槽區(qū)爆破,上下擴槽區(qū)輔助掏槽區(qū)炮孔形成槽腔和擴大槽腔體積,之后輔助崩抬區(qū)爆破,再之后輔助崩落區(qū)爆破,輔助崩落區(qū)利用掏槽區(qū)和上擴槽區(qū)炮孔爆破后形成的有效槽腔,從最下排至最上排依次爆破,最后光爆區(qū)爆破。爆破結(jié)果如圖5所示。作為選擇,為了降塵,可采用水袋與阻泥和炸藥混裝法完成鉆眼成孔炸藥的裝填。作為示例,采取前述爆破方法的某高鐵隧道工程,如圖3所示,高鐵單線斷面炮孔布置示意圖,圖中炮孔的點端代表孔口,線條代表炮孔指向。掏槽區(qū)是由3排、10列左右對稱的水平傾斜炮孔組合而成,上擴槽區(qū)為掏槽區(qū)上方緊鄰的一排上仰炮孔,下擴槽區(qū)為掏槽區(qū)下方緊鄰的一排下耷炮孔,輔助崩落區(qū)為上擴槽區(qū)上方的5排上仰炮孔,輔助崩抬區(qū)為下擴槽區(qū)下方的1排下耷炮孔,光爆區(qū)為鑿巖工作面的周邊的1圈炮孔。爆破用雷管優(yōu)選LP非電高強度高精度導(dǎo)爆管雷管(由澳瑞凱公司(orica)與南嶺民爆合資生產(chǎn),專門為隧道和高進尺地下礦研發(fā)的一款產(chǎn)品,其高精度、多段位、差異化的特點,能有效實現(xiàn)對爆能釋放時間的控制,實現(xiàn)爆破預(yù)期效果)。實施例2:如圖2、4所示,本實施例與實施例1基本相同,其區(qū)別在于,適用于高鐵雙線。如圖4所示,高鐵雙線斷面炮孔布置示意圖,掏槽區(qū)是由3排、14列左右對稱的水平傾斜炮孔組合而成。對比例1:如圖6所示,現(xiàn)有技術(shù)的高鐵單線斷面炮孔布置示意圖。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。