一种装渣硐室双向八字挑顶的系统和方法与流程

本发明属于矿山施工，具体涉及一种装渣硐室双向八字挑顶的系统和方法。

背景技术：

1、随着社会高速发展，我国对矿产资源的需求也急剧增加，浅部资源日益开釆殆尽，矿山开采逐渐向深部过渡。开采规模的增大和机械化水平的提高，为地下矿山大硐室的使用提供了可行性空间。硐室是矿山为某种专门用途在井下开凿和建造的空间构筑物，其大小不一。在我国基础建设进程的加快与西部大开发战略的深化实施中，水利水电工程、隧道工程及地下空间结构工程日益增多，地下硐室“大埋深、大断面、复杂环境”是我国地下硐室建设领域所面临的新形式。炸药在爆炸的瞬间可以释放出巨大的能量，故爆破技术被广泛应用于水利、采矿、交通及建筑工程等领域。

2、玉溪矿业有限公司（大红山铜矿）在巷道装渣硐室顶板扩刷施工中，采用单向布孔、多排施工爆破后现场实验效果差，其主要表现在一侧形成较大坎，对顶板完整性破坏比较大，形成锯齿形台阶状顶板，导致顶板及侧帮围岩松散易造成冒顶片帮事故的发生。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种装渣硐室双向八字挑顶的系统，通过设置第一硐室，并在第一硐室的端部连通设置第二硐室，采用“八”挑顶的方法对第二硐室的顶部进行扩刷施工，得到相对比较平滑的弧状顶部，达到了巷道的断面的轮廓要求，进一步减少了井下巷道通风的阻力。

2、第二目的在于提供一种装渣硐室双向八字挑顶的施工方法，在符合设计断面轮廓的要求下提高爆破后巷道顶板、边帮的稳定性、保持岩体稳定、增强围岩自身承载力及提高掘进作业面施工质量。

3、本发明目的是这样的实现的，包括，

4、第一硐室，所述第一硐室在矿山内水平设置；

5、第二硐室，所述第二硐室与所述第一硐室垂直连通设置，所述第二硐室大于所述第一硐室并在矿山内水平设置；

6、所述第一硐室与所述第二硐室的连通处设置有扩张面，所述扩张面设置在所述第一硐室上；以及，

7、所述第二硐室在长度方向上设置有至少一个爆破单元，所述爆破单元包括两个对称设置的炸药组，所述炸药组倾斜设置，两组所述炸药组形成“八”字状。

8、进一步的，所述爆破单元在第二硐室在长度方向上对称设置有两个。

9、进一步的，两组所述炸药组上端间隔的距离s为0.5～1.2m。

10、进一步的，所述炸药组倾斜的角度θ为18°～35°，所述炸药组向上倾斜的长度l为2.5～3.5m。

11、进一步的，所述炸药组包括多个向上倾斜设置的炸药管道，多个所述炸药管道在第二硐室的宽度方向上均布间隔设置；两个相邻的所述炸药管道的间隔为0.8m。

12、进一步的，所述爆破单元在平面上的投影为矩形，所述矩形的长为4.0m，所述矩形的宽为7.0m。

13、一种装渣硐室双向八字挑顶的方法，包括如下步骤：

14、s1、在矿山中挖出第一硐室，并在所述第一硐室的端部挖出第二硐室；

15、s2、所述第二硐室在第一硐室的端部向两侧进行掘进，并形成与所述第一硐室垂直的第二硐室；

16、s3、对所述第二硐室的顶部进行扩刷，使得第二硐室的顶部形成弧状顶部；

17、s4、在s3中，在第二硐室的顶部选取两个爆破单元，两个爆破单元在第二硐室的长度方向上相邻设置，并对第二硐室的顶部从两侧往中部进行双向施工；

18、s5、所述爆破单元在所述第二硐室的顶部的长度方向上设置，在所述爆破单元长度方向上的两端分别钻取炸药管孔组，所述炸药管孔组中置放有炸药组；所述炸药管孔组包括多个向上倾斜设置的炸药管道，多个所述炸药管道在第二硐室的宽度方向上均布间隔设置；

19、s6、同时引爆两个爆破单元，形成所述单元弧状顶部；

20、s7、在所述单元弧状顶部的两侧循环s4和s5的步骤，由此在第二硐室长度方向上的顶部形成完整的弧状顶部。

21、进一步的，所述第二硐室的高度为3.65m，两个形成“八”字状炸药组的炸药管道顶部的水平间隔为0.8m，所述炸药管道的倾角为27°，所述炸药管道的顶部与第二硐室的顶部之间垂直间距为1.35m。

22、进一步的，两个所述爆破单元在第二硐室的顶部对称设置。

23、进一步的，所述炸药管孔组设置有6个平行的炸药管道，所述炸药管道中置放毫秒雷管。

24、本发明的有益效果体现在：

25、1、本发明中，通过在矿山山体中设置水平的第一硐室，并在所述第一硐室的末端设置相对垂直连通的第二硐室，并在第一硐室和第二硐室的连通处设置扩张面，保证两者之间的连接处可以在山体中更加的稳定；进一步的，由于第二硐室的孔径较大，在其中进行施工时，为提高在第二硐室内部的通风性和结构的稳定性，需要对第二硐室的顶板进行挑顶扩刷施工，通过在第二硐室的内顶部的长度方向上设置多个相邻的爆破单元，并使得爆破单元中的炸药组倾斜设置且形成“八”字状的状态进行安装后的爆破，可以实现在掘进爆破过程中对巷道顶板的破坏性更小，并且使得巷道的端面到达既定的弧状的顶部，既可以减少第二硐室中井下巷道的通风的阻力，又可以提高整个硐室内部结构的稳定性。

26、2、本发明中，由于现有技术中，对硐室顶板的爆破采用单向布孔和多排爆破进行施工，其现场的硐室顶板存在实验效果差的问题，主要表现在硐室顶板的一侧形成较大坎，形成锯齿形台阶状顶板，导致顶板及侧帮围岩松散易造成冒顶片帮事故的发生；而采用硐室挑顶处将原来的单向布孔两次爆破改为双向布孔一次爆破，使得硐室的内顶部更加的平滑且能形成既定的弧状顶部，增强了巷道顶板及边帮的稳定性，确保了施工期间的施工安全，同时解决了单向布孔施工中造成的沟、坎及三角滑面问题，降低了顶板大面积冒落风险。

27、3、本发明中，将所述爆破单元在第二硐室在长度方向上对称设置有两个，通过两个所述的爆破单元进行同时引爆的配合，进而从第二硐室顶部的两个点位向中部进行相向的靠近爆破施工，提高爆破的效果，使得爆破后的顶板更加的平滑，避免了出现锯齿状的板块结构，从而满足对第二硐室顶部进行扩刷施工的稳定性和效果。

28、4、本发明中，通过将爆破单元的占地面积设置为长为4.0m和宽为7.0m的矩形，由此实现对高度为3.65m的第二硐室顶部的上方的爆破扩刷形成符合尺寸的弧形顶部通道，如此相适配的弧形顶部通道增强整个第二硐室整体具备很好通风效果和整体的稳定性。

29、5、本发明中，由于设置两个爆破单元，并使得两个呈“八”字状的爆破单元在第二硐室顶部为对称的布置进行引爆，将现有技术的单向布孔两次引爆改为一次引爆，两个对称设置的“八”字状的爆破单元在爆炸过程中的相互作用力使得对第二硐室顶部扩刷区域的爆破施工更加的彻底和稳定，一次引爆即可得到相对比较稳定且平整的弧状顶部。

技术特征：

1.一种装渣硐室双向八字挑顶的系统，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的装渣硐室双向八字挑顶的系统，其特征在于：所述爆破单元（4）在第二硐室（2）在长度方向上对称设置有两个。

3.如权利要求2所述的装渣硐室双向八字挑顶的系统，其特征在于：两组所述炸药组（5）上端间隔的距离s为0.5～1.2m。

4.如权利要求3所述的装渣硐室双向八字挑顶的系统，其特征在于：所述炸药组（5）倾斜的角度θ为18°～35°，所述炸药组（5）向上倾斜的长度l为2.5～3.5m。

5.如权利要求4所述的装渣硐室双向八字挑顶的系统，其特征在于：所述炸药组（5）包括多个向上倾斜设置的炸药管道（6），多个所述炸药管道（6）在第二硐室（2）的宽度方向上均布间隔设置；两个相邻的所述炸药管道（6）的间隔为0.8m。

6.如权利要求1所述的装渣硐室双向八字挑顶的系统，其特征在于：所述爆破单元（4）在平面上的投影为矩形，所述矩形的长为4.0m，所述矩形的宽为7.0m。

7.一种装渣硐室双向八字挑顶的方法，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的系统，还包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的装渣硐室双向八字挑顶的方法，其特征在于，所述第二硐室的高度为3.65m，两个形成“八”字状炸药组的炸药管道顶部的水平间隔为0.8m，所述炸药管道的倾角为27°，所述炸药管道的顶部与第二硐室的顶部之间垂直间距为1.35m。

9.如权利要求7所述的装渣硐室双向八字挑顶的方法，其特征在于，两个所述爆破单元在第二硐室的顶部对称设置。

10.如权利要求7所述的装渣硐室双向八字挑顶的方法，其特征在于，所述炸药管孔组设置有6个平行的炸药管道，所述炸药管道中置放毫秒雷管。

技术总结本发明公开了一种装渣硐室双向八字挑顶的系统和方法，属于矿山施工技术领域中的一种挑顶方法，其技术方案为包括第一硐室，所述第一硐室在矿山内水平设置；第二硐室，所述第二硐室与所述第一硐室垂直连通设置；所述第一硐室与所述第二硐室的连通处设置有扩张面，所述扩张面设置在所述第一硐室上；以及，所述第二硐室在长度方向上设置有至少一个爆破单元，所述爆破单元包括两个对称设置的炸药组，所述炸药组倾斜设置，两组所述炸药组形成“八”字状；本发明提供一种装渣硐室双向八字挑顶的方法，在符合设计断面轮廓的要求下提高爆破后巷道顶板、边帮的稳定性、保持岩体稳定、增强围岩自身承载力及提高掘进作业面施工质量。技术研发人员：陈勇进,黄昭乐,狄发雄,张宇,杨绍松,缪坤宏,何晓斌,李学富,施家良,李绍成,李琦受保护的技术使用者：玉溪矿业有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10