西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方法

摘要

本发明公开一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方法，能够在减少对冻结管的破坏的条件下，提高爆破效率。所述方法包括：围绕冻结好立井中心布置第一组掏槽孔，在第一组掏槽孔外围布置第二组掏槽孔，布置第一圈主炮孔、第二圈主炮孔、第三圈主炮孔直至完成全断面炮孔布置；在第一组掏槽孔中装设第一段炸药和第二段炸药；在第二组掏槽孔和主炮孔中进行普通装药，依据第一组掏槽孔的第一段炸药-第一组掏槽孔的第二段炸药-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔……的起爆顺序，采用毫秒延期起爆方式起爆，完成全断面一次爆破。本发明适用于西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破。

说明书

技术领域

本发明涉及一种爆破掘进技术，尤其涉及一种西部白垩系软岩地区大直径 冻结井筒深孔掏槽爆破方法。

背景技术

在我国西部白垩系底层中，因其地层大都为砂、泥质胶结，结构松散，孔 隙不发育，裂隙沟通性差，加之岩石具有强度低、遇水软化泥化的特点，在注 浆时岩层裂隙在水及浆液的作用下易被软化了的岩粉阻塞，极大地限制了浆液 的扩散范围，使注浆帷幕不能很好形成，从而使注浆不能起到很好的作用，达 不到封水的目的。由此可见，在西部白垩系地层中开挖垂直竖井时，因其他层 的特殊性，当涌水量较大时，一般采用注浆法效果不佳，目前大都采用人工冻 结法凿井进行施工。

人工冻结法凿井是采用人工制冷技术暂时加固不稳定地层和隔绝地下水的 特殊施工方法，它是先在将要开凿的井筒周围形成不透水的且抵抗一定压力的 冻结壁，并在冻结壁的保护下安全地进行井筒掘砌工作。为了提高施工速度， 减轻劳动强度，可采用钻眼爆破法。由于冻土爆破是在负温条件下，同时井筒 周围存在着冻结管，所以冻土爆破不同于普通基岩段爆破，它要求在冻结管安 全的条件下，提高爆破效率。

采用钻眼爆破法进行施工时，冻结管的破坏效应来自爆破震动所带来的影 响。

为了提高爆破效率，实现月进100m以上的快速施工目标，需要采用5m以 上深孔爆破技术。但是，实现5m以上深孔爆破，需要较大的掏槽爆破能量，并 且基于前期研究发现，由于掏槽孔爆破时没有自由面，产生的震动效应是最大 的。因此，如何减弱掏槽爆破的震动灾害是技术关键；因此，如何同时满足快 速施工目标同时减弱掏槽爆破的震动对冻结管的破坏性影响，是本发明要解决 的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深 孔掏槽爆破方法，能够在减少爆破震动对冻结管的破坏的条件下，提高爆破效 率。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方法，包括：

围绕冻结好的预爆破立井中心布置第一组掏槽孔，在第一组掏槽孔外围布 置第二组掏槽孔，以第二组掏槽孔为中心向外依次布置第一圈主炮孔、第二圈 主炮孔、第三圈主炮孔......直至完成全断面炮孔布置；

在第一组掏槽孔中装设第一段炸药和第二段炸药，第一段炸药和第二段炸 药之间用黄炮泥作为间隔介质；

在第二组掏槽孔和主炮孔中进行普通装药，黄炮泥密封后，依据第一组掏 槽孔的第一段炸药-第一组掏槽孔的第二段炸药-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第 二圈主炮孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序，采用毫秒延期起爆方式起爆，完成 全断面一次爆破，实现立井的一次爆破掘进。

可选地，所述预爆破立井的荒径大于10m。

可选地，所述掏槽孔和/或主炮孔的深度不小于5m，直径为60mm。

可选地，采用的炸药类别为抗冻乳化炸药或抗冻水胶炸药，药卷直径45mm。

可选地，起爆雷管为7m长脚线毫秒延期电雷管。

可选地，所述第一组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为1.6～1.8m，第二组掏槽 孔中相邻掏槽孔的间距为2.0～2.4m；第一组掏槽孔和第二组掏槽孔之间的间隔 为0.4-0.6m。

可选地，在第一组掏槽孔中装设第一段炸药和第二段炸药，第一段炸药和 第二段炸药之间用黄炮泥作为间隔介质，黄炮泥长度不小于0.5m，实现了孔内 分段装药。

可选地，所述第一组掏槽孔中所装设的第一段炸药的长度与第二段炸药的 长度之比为1～1.2。

可选地，在所述第一组掏槽孔内的两段炸药分别采用第1段和第3段毫秒 延期电雷管起爆，微差间隔时间20ms以上，实现了孔内微差爆破，完成了在掏 槽孔总装药量不变的情况下，通过减少单次起爆药量，降低了爆破震动效应， 保护了冻结管的安全。

可选地，所述第二组掏槽孔中的起爆雷管为第5段毫秒延期电雷管，增大 延迟间隔时间，减少爆炸应力波的叠加效应，降低爆破震动效应。

本发明实施例提供的西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方 法，由于采用全断面一次爆破，提高了爆破效率；并且由于在第一组掏槽孔外 围布置有进行辅助掏槽的第二组掏槽孔能够增强掏槽效果，在第一组掏槽孔中 的至少一个掏槽孔中装设第一段炸药和第二段炸药，并依据第一组掏槽孔的第 一段炸药-第一组掏槽孔的第二段炸药-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二圈主炮 孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序，采用毫秒延期起爆方式起爆，这样能够减轻 爆破震动，从而能够减少爆破震动对冻结管的破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方法 一实施例中井筒的平面结构示意图；

图2为图1中第一组掏槽孔1和第二组掏槽孔2中的炸药布置结构示意图；

图3为图1中第一组掏槽孔1中第一段炸药11和第二段炸药12的布置结 构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深 孔掏槽爆破方法进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前 提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方法 实施例中井筒的平面结构示意图。

参看图1，本发明一种西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方 法的具体实施方式，包括如下步骤：

S11、围绕冻结好的预爆破立井中心布置第一组掏槽孔1，在第一组掏槽孔 外围布置第二组掏槽孔2，以第二组掏槽孔2为中心向外依次布置第一圈主炮孔 3、第二圈主炮孔4、第三圈主炮孔5......直至完成全断面炮孔布置。

本实施例中，预爆破立井为西部白垩系软岩地区的大直径立井，预爆破立 井的荒径大于10m。预爆破立井的荒径外围布置有冻结管6。

可选地，本实施例中，所述掏槽孔和/或主炮孔的深度不小于5m，直径为 60mm。可选地，所述第一组掏槽孔的孔深为5m～6m。本发明不限于此，第一组 掏槽孔的孔深也可以大于5m，如为5.5m或6m。第一组掏槽孔的孔深优选为5m， 既可以提高爆破掘进效率的同时，又能够减少单孔装药量，较好地控制爆破产 生的震动。

可选地，所述第一组掏槽孔中相邻掏槽孔的间距为1.6～1.8m，第二组掏槽 孔中相邻掏槽孔的间距为2.0～2.4m；第一组掏槽孔和第二组掏槽孔之间的间隔 为0.4-0.6m。

可选地，所述第二组掏槽孔中各掏槽孔垂直于地面，以利于第二组掏槽孔 爆破时产生的震动波向由第一组掏槽孔爆破后形成的临空面传播并形成更大的 空间。

S12、在第一组掏槽孔1中装设第一段炸药11和第二段炸药12，第一段炸 药11和第二段炸药12之间用黄炮泥作为间隔介质。

参看图3及图4，第一段炸药11和第二段炸药12之间用黄炮泥作为间隔介 质，黄炮泥长度不小于0.5m，实现了孔内分段装药，防止第一段引爆第二段炸 药，无法产生分段效果。采用黄炮泥作为间隔介质时，应避免过于压实而出现 第二段炸药无法引爆的情况发生。

在第一组掏槽孔中装设第一段炸药和第二段炸药，可进行分段起爆，这样 从爆炸的初期就把爆破震动控制在最低水平。

可选地，所述第一组掏槽孔中所装设的第一段炸药11的长度与第二段炸药 12的长度之比为1～1.2，有利于减少第一组掏槽孔爆破时所产生的爆破震动。

为了提高炮眼利用率，在所述第一组掏槽孔中装设的炸药采用的炸药类别 为抗冻乳化炸药或抗冻水胶炸药，药卷直径45mm。

S13、在第二组掏槽孔和主炮孔中进行普通装药，黄炮泥密封后，依据第一 组掏槽孔的第一段炸药-第一组掏槽孔的第二段炸药-第二组掏槽孔-第一圈主炮 孔-第二圈主炮孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序，采用毫秒延期起爆方式起爆， 完成全断面一次爆破，实现立井的一次爆破掘进。

本实施例中，在第二组掏槽孔和主炮孔中所装的炸药优选为上述的抗冻乳 化炸药或抗冻水胶炸药。起爆雷管为7m长脚线毫秒延期电雷管。在所述第一组 掏槽孔内的两段炸药分别采用第1段和第3段毫秒延期电雷管起爆，微差间隔 时间20ms以上，实现了孔内微差爆破，完成了在掏槽孔总装药量不变的情况下， 通过减少单次起爆药量，降低了爆破震动效应，保护了冻结管的安全。所述第 二组掏槽孔中的起爆雷管为第5段毫秒延期电雷管，增大延迟间隔时间，减少 爆炸应力波的叠加效应，降低爆破震动效应。

本实施例中，第1-15段毫秒延期电雷管及其对应的延期时间为：ms-1：＜13ms， ms-2：25ms，ms-3：50ms，ms-4：75ms，ms-5：110ms，ms-6：150ms，ms-7：200ms，ms-8： 250ms，ms-9：310ms，ms-10：380ms，ms-11：460ms，ms-12：550ms，ms-13：650ms， ms-14：760ms，ms-15：880ms。

根据前期研究表明：掏槽爆破一次装药量是最大的，产生的爆破震动效应 是最强的，其次是距离冻结管最近的周边眼的爆破震动效应，所以，降低爆破 震动效应的最主要的途径是降低掏槽爆破的装药量，即降低第一组掏槽孔中第 一段炸药的起爆药量，以便掏槽爆破后，为后续起爆提供了自由面，大大降低 了冻结管的震动效应；而深孔爆破整体来件又需要有较多的装药量，以实现较 好的掏槽效果。本发明实施例中采用分阶分段掏槽方式加辅助掏槽的掏槽方法， 能够实现较好的掏槽效果，且降低了单次起爆药量，降低了爆破震动效应。

本发明实施例提供的西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽爆破方 法，仅适用于白垩系软岩地层中的大直径冻结立井井筒的深孔爆破施工，在大 直径井筒中心设两圈掏槽孔，解决大直径井筒爆破施工中需要较大的掏槽空间 为后续炮孔爆破提供自由面的问题。

总之，本发明实施例提供的西部白垩系软岩地区大直径冻结井筒深孔掏槽 爆破方法，由于采用全断面一次爆破，提高了爆破效率；并且由于在第一组掏 槽孔外围布置有进行辅助掏槽的第二组掏槽孔能够增强掏槽效果，在第一组掏 槽孔中的至少一个掏槽孔中装设第一段炸药和第二段炸药，并依据第一组掏槽 孔的第一段炸药-第一组掏槽孔的第二段炸药-第二组掏槽孔-第一圈主炮孔-第二 圈主炮孔-第三圈主炮孔......的起爆顺序，采用毫秒延期起爆方式起爆，这样能 够减轻爆破震动，从而能够减少爆破震动对冻结管的破坏。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围 应以权利要求的保护范围为准。