本发明属于矿山开采技术领域，具体涉及一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法。
背景技术：
我单位矿山使用分段崩落法进行矿石的开采，阶段高度60米，分段高度12米，回采进路间距11米，按照分段高度自上而下回采；在回采进路巷道中施工垂直上向扇形中深孔。向中深孔内填充炸药进行爆破。
中深孔施工是分段崩落法开采的主要环节，中深孔施工效率、施工成本、施工质量直接影响爆破效果、矿山生产能力、矿山经济效益。遇到坚硬岩石（岩石坚固性系数f≥8）时，中深孔施工过程中会出现施工效率低、施工时间长、钎头消耗量过大等实际问题，不能满足生产与安全的需要。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的问题及不足，本发明提供一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，用以解决坚硬岩石炮孔施工中出现的施工效率低、施工时间长、钎头消耗量过大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，该方法按照下述步骤进行：
步骤1：设置变径炮孔，将炮孔从孔口至孔底长度范围内等距离设置为不同直径的d1直径炮孔、d2直径炮孔、d3直径炮孔和d4直径炮孔的炮孔；
步骤2：设置凿制区域，在坚硬岩石上将炮孔从孔口至孔底长度范围内，按照d1直径炮孔、d2直径炮孔、d3直径炮孔和d4直径炮孔相对应的炮孔等距离区域依次设置为第一凿制区域、第二凿制区域、第三凿制区域和第四凿制区域；
步骤3：设置爆破装置，将炸药装在若干装药壳的装药室内，使用连接杆将装有炸药的装药壳连接在放置在第一凿制区域至第四凿制区域范围内，起爆药包安设在靠近炮孔孔底的连接杆内部，起爆雷管安设在起爆药包远离炮孔孔底的端部，起爆雷管脚线通过连接杆内部延伸至d1直径炮孔外并与孔外起爆雷管脚线连接，孔外起爆雷管脚线与起爆系统连接。
进一步的，步骤1中，从孔口至孔底炮孔直径依次为d1=90㎜、d2=85㎜、d3=80㎜和d4=75㎜。
进一步的，步骤2中，分别使用φ65㎜、φ60㎜、φ55㎜和φ50㎜钎头，利用中深孔凿岩机依次凿制第一凿制区域内的d1直径炮孔=90㎜炮孔，第二凿制区域内的d2直径炮孔=85㎜炮孔，第三凿制区域内的d3直径炮孔=80㎜炮孔和第四凿制区域内的d4直径炮孔=75㎜炮孔。
进一步的，步骤2中，第一凿制区域、第二凿制区域、第三凿制区域和第四凿制区域的长度为3-4m。
进一步的，所述步骤3中，由防静电塑料制成的装药壳为圆柱形，其长度为30-40mm，并在每个装药壳内部设置连接孔。
进一步的，步骤3中，第一凿制区域至第四凿制区域范围内的装药壳直径分别设置为d1=80㎜、d2=75㎜、d3=70㎜和d4=65㎜。
进一步的，所述起爆药包由三至四节直径小于连接杆内径的圆柱形药卷组成，每节药卷的长度为300-400mm。
进一步的，所述连接杆为防静电空芯塑料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1）本发明改变了坚硬岩石炮孔结构，通过设置变径炮孔，改变了坚硬岩石炮孔结构，将全深度范围内一个直径的炮孔结构改变为不同深度范围、不同直径的炮孔结构，一个深孔由多个不同直径的浅孔组成。
2）本发明通过设置凿制区域，将一个坚硬岩石深孔一次施工工艺优化为多个浅孔、多次连续施工工艺，第二个浅孔施工是在第一个浅孔施工完成的基础上连续进行。
3）本发明使得一个坚硬岩石深孔由多个不同直径的浅孔组成，一个坚硬岩石深孔一次施工工艺优化为多个浅孔、多次连续施工工艺，浅孔的施工效率远高于深孔施工效率，一个变径炮孔的施工效率高于一个深孔的施工效率。
4）随着炮孔深度的增加，钎头受到的阻力、扭矩不断增大，钎头的消耗量不断加大，一个坚硬岩石深孔施工需要消耗十几个钎头。本发明将一个深孔施工优化为多个浅孔施工，钎头消耗量降低了2.5-3倍，最大限度地降低了坚硬岩石深孔的施工成本。
5）本发明通过设置爆破装置，将炸药、起爆药包、起爆雷管合理安置在变径炮孔有限空间内部，起爆雷管、起爆药包、炸药相互作用，充分破碎炮孔周围的岩石，改善了爆破效果。
附图说明
图1为本发明的变径炮孔和炮孔相对应的凿制区域设置结构示意图；
图2为图1进行爆破装置现场装配示意图；
图3为图2中的装药壳主视图。
图中：1.d1直径炮孔，2.d2直径炮孔，3.d3直径炮孔，4.d4直径炮孔，5.第一凿制区域，6.第二凿制区域，7.第三凿制区域，8.第四凿制区域，9.孔底，10.起爆药包，11.起爆雷管，12.起爆雷管脚线，13.连接杆，14.炸药，15.装药壳，16.装药孔，17.堵塞物，18.孔外起爆雷管脚线，19.起爆系统，20.坚硬岩石，21.装药壳连接孔，22.装药室。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1-3所示，一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，该方法按照下述步骤进行：
步骤1：设置变径炮孔，将炮孔从孔口至孔底长度范围内等距离设置为不同直径的d1直径炮孔1、d2直径炮孔2、d3直径炮孔3和d4直径炮孔4的炮孔，从孔口至孔底炮孔直径依次为d1=90㎜、d2=85㎜、d3=80㎜和d4=75㎜；
步骤2：设置凿制区域，在坚硬岩石20上将炮孔从孔口至孔底长度范围内，按照d1直径炮孔1、d2直径炮孔2、d3直径炮孔3和d4直径炮孔4相对应的炮孔等距离区域依次设置为第一凿制区域5、第二凿制区域6、第三凿制区域7和第四凿制区域8，第一凿制区域5、第二凿制区域6、第三凿制区域7和第四凿制区域8的长度为3-4m，在回采巷道内，分别使用φ65㎜、φ60㎜、φ55㎜和φ50㎜钎头，利用中深孔凿岩机依次凿制第一凿制区域5内的d1直径炮孔1=90㎜炮孔，第二凿制区域6内的d2直径炮孔2=85㎜炮孔，第三凿制区域7内的d3直径炮孔3=80㎜炮孔和第四凿制区域8内的d4直径炮孔4=75㎜炮孔；
步骤3：设置爆破装置，将炸药14装在若干装药壳15的装药室22内，由防静电塑料制成的装药壳15为圆柱形，其长度为30-40mm，并在每个装药壳15内部设置连接孔21，第一凿制区域5至第四凿制区域8范围内的装药壳15直径分别设置为d1=80㎜、d2=75㎜、d3=70㎜和d4=65㎜，使用由防静电空芯塑料制成的连接杆13将装有炸药14的装药壳15连接在一起，起爆药包10长度为0.9m-1.2m，起爆药包10安设在靠近炮孔孔底9的连接杆13内部，起爆雷管11安设在起爆药包10远离炮孔孔底9的端部，起爆药包10由三至四节直径小于连接杆13内径的圆柱形药卷组成，每节药卷的长度为300-400mm，起爆雷管脚线12通过连接杆13内部延伸至d1直径炮孔1外并与孔外起爆雷管脚线18连接，靠近d1直径炮孔1出口处的连接杆13与d1直径炮孔1之间用堵塞物17进行填充，孔外起爆雷管脚线18与起爆系统19连接并择时进行起爆。
1.一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，该方法按照下述步骤进行：
步骤1：设置变径炮孔，将炮孔从孔口至孔底长度范围内等距离设置为不同直径的d1直径炮孔（1）、d2直径炮孔（2）、d3直径炮孔（3）和d4直径炮孔（4）的炮孔；
步骤2：设置凿制区域，在坚硬岩石（20）上将炮孔从孔口至孔底长度范围内，按照d1直径炮孔（1）、d2直径炮孔（2）、d3直径炮孔（3）和d4直径炮孔（4）相对应的炮孔等距离区域依次设置为第一凿制区域（5）、第二凿制区域（6）、第三凿制区域（7）和第四凿制区域（8）；
步骤3：设置爆破装置，将炸药（14）通过设在装药壳（15）上的装药孔（16）装入若干装药壳（15）的装药室（22）内，使用连接杆（13）将若干装药壳（15）连接在一起放置在第一凿制区域（5）至第四凿制区域（8）范围内，起爆药包（10）安设在靠近炮孔孔底（9）的连接杆（13）内部，起爆雷管（11）安设在起爆药包（10）远离炮孔孔底（9）的端部，起爆雷管脚线（12）通过连接杆（13）内部延伸至d1直径炮孔（1）外并与孔外起爆雷管脚线（18）连接，孔外起爆雷管脚线（18）与起爆系统（19）连接。
2.如权利要求1所述的一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，所述步骤1中，从孔口至孔底炮孔直径依次为d1=90㎜、d2=85㎜、d3=80㎜和d4=75㎜。
3.如权利要求1所述的一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，步骤2中，分别使用φ65㎜、φ60㎜、φ55㎜和φ50㎜钎头，利用中深孔凿岩机依次凿制第一凿制区域（5）内的d1直径炮孔（1）=90㎜炮孔，第二凿制区域（6）内的d2直径炮孔（2）=85㎜炮孔，第三凿制区域（7）内的d3直径炮孔（3）=80㎜炮孔和第四凿制区域（8）内的d4直径炮孔（4）=75㎜炮孔。
4.如权利要求1所述的一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，所述步骤2中，第一凿制区域（5）、第二凿制区域（6）、第三凿制区域（7）和第四凿制区域（8）的长度为3-4m。
5.如权利要求1所述的一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，所述步骤3中，由防静电塑料制成的装药壳（15）为圆柱形，其长度为30-40mm，并在每个装药壳（15）内部设置连接孔（21）。
6.如权利要求1所述的一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，所述步骤3中，第一凿制区域（5）至第四凿制区域（8）范围内的装药壳（15）直径分别设置为d1=80㎜、d2=75㎜、d3=70㎜和d4=65㎜。
7.如权利要求5或6所述的一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，所述起爆药包（10）由三至四节直径小于连接杆（13）内径的圆柱形药卷组成，每节药卷的长度为300-400mm。
8.如权利要求7所述的一种坚硬岩石的炮孔凿制以及利用炮孔进行爆破的方法，其特征在于，所述连接杆（13）为防静电空芯塑料。
技术总结