本發(fā)明涉及一種路橋建設(shè)工程領(lǐng)域,尤其涉及一種爆破增滲的方法及該方法的應(yīng)用。
背景技術(shù):我國建國以來,工程爆破在鐵路、交通、水利水電、礦山以及其他國名經(jīng)濟建設(shè)部門中得到了廣泛應(yīng)用,有力推動了國家基本建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。主要有礦山露天爆破、公路石方控制爆破、水庫定向筑壩大爆破、建筑場地平整松動大爆破、海港拋擲填海大爆破等。而爆破技術(shù)作為瓦斯抽采治理來研究,在國內(nèi)外還屬于初步階段。加強瓦斯災(zāi)害的治理是防止煤礦重特大事故發(fā)生的重要保證。高瓦斯煤層群保護層開采、低透氣性煤層瓦斯強化抽采、巷道邊掘邊抽等技術(shù)是瓦斯治理的有效措施,也一直是瓦斯治理的重點和難點。通過采用爆破致裂技術(shù)來增加煤巖的滲透性的方法,已經(jīng)得到了越來越多的重視和應(yīng)用。充分利用爆破能量以及有效的控制爆破能量的分布,以提高爆破作用下煤巖中裂隙的擴展效果,是研究煤巖預(yù)裂爆破致裂技術(shù)的核心內(nèi)容。爆破致裂技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的研究和應(yīng)用,在隧道富含瓦斯區(qū)域,采用爆破致裂技術(shù)更好的排出巖層所含瓦斯,減小甚至避免因瓦斯積聚對人員帶來的傷害;在煤礦中,采用爆破致裂技術(shù)增加煤巖的滲透性,加快排出巖體以及煤體內(nèi)的瓦斯,有利于采煤工作的快速進行,給礦山企業(yè)帶來效益。前但目前的煤巖爆破致裂研究基本是針對彈性模量較高、抗壓強度較大的較為堅硬的煤巖,而關(guān)于可壓縮性較大、堅硬程度較低的煤巖少有應(yīng)用。水力壓裂出現(xiàn)于上世紀(jì)中葉,該技術(shù)是以水作為動力,通過噴注高壓水,使煤巖產(chǎn)生破裂從而達到卸壓以及改善瓦斯抽排放效果的目的。在目前的情況下,由于成本較低,施工工藝較為簡單,水壓致裂法研究應(yīng)用較為廣泛。水力壓裂法在改造煤巖、增加煤巖的滲透性方面具有較大的優(yōu)勢,但局限性較大,在煤巖硬度較高的情況下有著良好的效果,但對于低硬度的煤巖,增滲作用有限,甚至沒有效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是,為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種爆破增滲的方法及其應(yīng)用。為達到以上技術(shù)目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:首先,提供一種爆破增滲的方法,其包括以下步驟:(1)鉆鑿爆破孔和環(huán)繞所述爆破孔分布的多個導(dǎo)向孔;(2)以不耦合裝藥方式將炸藥填裝到所述爆破孔內(nèi),其中,不耦合系數(shù)為1.5;(3)堵塞所述爆破孔后一次齊爆所填裝的炸藥。為達到更好的爆破致裂效果,多個所述導(dǎo)向孔呈正六邊形布置,所述爆破孔布置在所述正六邊形的中心處。優(yōu)選地,所述正六邊形的邊長為2m。為達到填裝炸藥的要求,所述爆破孔和導(dǎo)向孔的孔徑為90mm。炸藥填裝后,所述爆破孔的堵塞段的長度不小于該爆破孔孔徑的12倍。其次,提供一種爆破增滲方法的應(yīng)用:如前所述的爆破增滲方法,其應(yīng)用于硬度為Ⅳ級的巖石的爆破致裂。可選擇地,如前所述的爆破增滲方法,其還可以應(yīng)用于隧道施工工程的瓦斯排出。或者,如前所述的爆破增滲方法,其也可以應(yīng)用于煤礦中的瓦斯開采。又或者,如前所述的爆破增滲方法,其還可以應(yīng)用于施工場地的巖石裂縫水的排出。與現(xiàn)有技術(shù)相比較,本發(fā)明具有如下優(yōu)勢:(1)本發(fā)明的爆破增滲方法,正六邊形布置的所述導(dǎo)向孔用于輔助裂隙的擴展,為爆破提供自由面,有利于裂隙向周圍擴散,增加爆炸裂隙的擴散半徑,同時自由面的作用,可減少裂隙的盲目擴散,使裂隙向著有利方向發(fā)展,避免因裂隙的隨意擴散對隧道穩(wěn)定性造成影響;(2)本發(fā)明的爆破增滲方法,其1.5的不耦合系數(shù)可最大限度的增加爆破裂隙,最大程度的增加煤巖的滲透性:炸藥在爆破孔內(nèi)爆破后,在爆破近區(qū)產(chǎn)生壓縮粉碎區(qū),形成爆炸空腔,固體骨架發(fā)生變形破壞,在爆炸空腔壁上產(chǎn)生長度約為炮孔半徑數(shù)倍的初始裂隙;在爆破中區(qū),應(yīng)力波過后,準(zhǔn)靜爆破氣體楔入空腔壁上已張開的裂隙中,與煤層中的高壓瓦斯氣體共同作用于裂隙面,在裂隙尖端產(chǎn)生應(yīng)力集中,使裂隙進一步擴展,在爆破孔周圍形成徑向“之”字形交叉的裂隙網(wǎng);(3)本發(fā)明的爆破增滲方法,其設(shè)置的爆破孔較少,較少的爆破孔減少了炸藥的用量,可節(jié)省爆破費用并增加爆破的安全性;(4)本發(fā)明的爆破增滲方法,爆破孔與導(dǎo)向孔孔徑相同,可采用多臺鉆孔臺車同時進行,有效減小了人工量,可提高鉆孔效率。(5)本發(fā)明的爆破增滲方法,不僅適用于較堅硬的巖石,對于軟巖同樣適用。同時對于富含裂隙水的巖石,為了排除裂隙水對施工的影響,此種增滲技術(shù)仍然適用。附圖說明圖1為本發(fā)明爆破增滲方法中爆破孔和導(dǎo)向孔的平面布置圖。圖2為本發(fā)明爆破增滲方法中爆破孔炸藥填裝的剖面示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。某隧道施工有穿煤段,煤巖等級為Ⅳ級,節(jié)理發(fā)育,巖體中富含瓦斯,經(jīng)監(jiān)測瓦斯涌出量為0.5m3/min。為增加施工速度以及瓦斯排放速度,采用爆破增滲的方法增加煤巖滲透性,使瓦斯盡快排放。施工步驟具體如下:1)確定爆破中心導(dǎo)向孔的分布位置。通過施工放樣確定隧道輪廓的中心點,并進行標(biāo)記作為中心導(dǎo)向孔1。2)確定導(dǎo)向孔和爆破孔的分布位置。如圖1所示,以2m為邊長,沿所述中心點導(dǎo)向孔1作正六邊形放樣,一共設(shè)置三個正六邊形,標(biāo)記正六邊形頂點作為周邊導(dǎo)向孔1’,標(biāo)記每個正六邊形中心點作為爆破孔2;本實施例中,導(dǎo)向孔共計十三個,爆破孔共計三個?;谡呅蔚膸缀翁攸c,導(dǎo)向孔與導(dǎo)向孔、導(dǎo)向孔與爆破孔之間的均為2m,但孔距也可以根據(jù)隧道尺寸進行適當(dāng)調(diào)整,最大不超過2.3m。3)鉆鑿導(dǎo)向孔和爆破孔。確定導(dǎo)向孔和爆破孔為孔徑90mm,其鉆孔深度視煤巖段長度而定;可以采用潛孔鉆或鉆孔臺車等進行鉆孔。4)填裝炸藥。采用不耦合裝藥方式,將炸藥3以1.5的不耦合系數(shù)裝入所述爆破孔2中,所述炸藥3填充于所述爆破孔2的中心。5)堵塞爆破孔。上述爆破孔2在填裝炸藥3完畢后需要進行堵塞,堵塞段4的長度不小于該爆破孔孔徑的12倍,即不小于1080mm。6)引爆。一次齊爆所有填裝的炸藥。7)瓦斯檢測。引爆后,先通風(fēng)30min,后采用瓦斯檢測系統(tǒng)對工作面的瓦斯涌出及擴散情況進行檢測。施工完畢后,從工作面可以看出裂縫明顯增加,以所述爆破孔2為中心向所述中心導(dǎo)向孔1和周邊導(dǎo)向孔1’呈放射狀擴散;瓦斯檢測系統(tǒng)無警報提示,測試數(shù)據(jù)基本為零。本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉,硬度為Ⅳ級的巖石屬于中等堅固巖石,在此巖石硬度級別上下的巖體也應(yīng)當(dāng)適用本發(fā)明的爆破增滲方法來進行爆破致裂施工,如應(yīng)用于隧道施工工程的瓦斯排出和應(yīng)用于煤礦中的瓦斯開采;對于富含裂隙水的巖石,為了排除裂隙水對施工的影響,本發(fā)明的爆破增滲方法仍然適用。綜上所述,本發(fā)明爆破增滲方法在增加低滲透煤巖的滲透效果明顯、施工簡單方便、節(jié)約資源,為施工安全提供了保障,并且該方法使用范圍廣,可以應(yīng)用于瓦斯和裂縫水的抽采治理。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式,但并不僅僅受上述實施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化,均應(yīng)為等效的置換方式,均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。