煎茶嶺鎳礦爆破參數的優化

楊陸海，周 旭，林 強，白朝選

（陜西煎茶嶺鎳業有限公司， 陜西 漢中市 724308）

煎茶嶺鎳礦爆破參數的優化

楊陸海，周 旭，林 強，白朝選

（陜西煎茶嶺鎳業有限公司， 陜西 漢中市 724308）

煎茶嶺鎳礦雖一直采用光面爆破進行生產，但由于其巖體不穩固，生產中經常出現爆堆大塊率高、爆破規格無法控制、炸藥單耗高等問題。為此，開展了不穩固巖體巷道掘進的光面爆破的試驗研究，得出了適合該礦開采的光面爆破參數。

軟巖；光面爆破；爆破參數；優化設計

光面爆破作為一種成熟的技術，爆破參數對光面爆破的效果具有十分重要的影響，而爆破參數的確定主要處決于巖體性質，因此，不同礦山或單位其爆破參數各不相同。煎茶嶺鎳礦礦巖主要以滑鎂巖、菱鎂巖、葉蛇紋巖組成，礦巖體中結構裂隙發育。為取得理想的光面爆破效果，開展了光爆試驗。

1 存在問題分析

針對煎茶嶺鎳礦爆破效果不理想，進行了大量的現場記錄分析，發現主要有以下幾方面的原因。

（1）最小抵抗線過大。根據原有設計，現場進行了大量的試驗，通過試驗效果分析，認為原有的最小抵抗線（750mm）過大，導致輔助眼與周邊眼之間在爆破瞬間不能拉通，不但造成周邊眼爆破對兩幫的破壞，同時周邊眼與輔助眼之間容易形成大塊。

（2）不耦合系數的選擇不合理。不耦合系數n值大時，表示藥包與孔壁之間的間隙大，爆破后對孔壁的破壞小；反之對孔壁的破壞大。現場試驗發現n＜2，則孔壁質量難以保證。藥包應放在炮孔中間，不能與保留區的孔壁緊貼，否則n值再大一些，就可能造成對孔壁的破壞。通過試驗得出n＝2～4。實踐證明，當n≥2時，只要藥包不與保留的孔壁（指靠保留區一側的孔壁）緊貼，孔壁就不會受到嚴重的損害。

（3）炮孔末端未使用炮泥堵塞。良好的堵塞不但能充分利用炸藥的爆炸能量，而且能減少爆破有害效應的產生。煎茶嶺鎳礦炮孔未采用正規的堵塞手段，現場采用炮紙及礦渣等堵塞，堵塞不充分，嚴重影響爆破效果。

（4）炮孔布置不合理。輔助眼與頂眼間距過大，致使爆破后大塊較多。

2 優化設計各爆破參數

2.1 炮眼間距

合理的炮眼間距應保證炮眼間貫通裂隙完全形成。綜合考慮爆炸應力波和爆生氣體在貫通裂隙形成過程中的作用，光爆周邊眼的間距與其最小抵抗線存在一定的比例關系，即：

式中：K——炮眼密集度系數，一般為0.6～1.0，巖石堅硬時取大值，軟時取小值；

E——周邊眼間距，一般取400～600mm；

W——最小抵抗線。

按照光面爆破的要求，周邊眼的中心都應布置在巷道設計斷面的輪廓線上，且眼底應稍向輪廓線外偏斜，一般為100～150mm，這樣可使下一循環打眼時鑿巖機有足夠的工作空間，同時要盡量減少超挖量。

2.2 裝藥結構及裝藥量計算

選用Φ32mm乳化炸藥藥卷，其殉爆距離為30 mm。空眼直徑42mm，其它炮眼直徑為40mm，周邊眼采用間隔不耦合裝藥（見圖1），其它眼采用連續裝藥。掏槽眼、輔助眼、周邊眼及底板眼的裝藥量可按下式計算：

圖1 周邊眼不耦合裝藥結構

式中：q——單眼裝藥量，kg；

K——比裝藥量，參考其它類似工程統計數據，選取K＝0.47～0.61；

a——炮眼間距，m；

W——炮眼爆破方向的抵抗線，m；

L——炮眼深度，m；

λ——炮眼所在部位系數，可參考表1選取。

表1 炮眼部位系數λ值

2.3 裝藥密度

裝藥量合適與否關系到爆破的質量、安全和經濟性，因此是一個重要的參數。裝藥密度可用以下經驗公式計算：

式中：δy——巖石極限抗壓強度，MPa；

r——預裂孔半徑，mm；

q——線裝藥密度，kg/m。

該式適用范圍是δy＝10～15MPa，r＝46～170 mm。

2.4 炮泥堵孔

堵塞物必須使用黃泥，設計堵塞長度為700 mm，無論在任何情況下，須保證堵孔長度不小于500mm。

2.5 炮眼布置及單孔裝藥量

周邊眼間距550mm，抵抗線700mm；輔助眼分兩層，外層輔助眼間距為700mm，內層間距1000 mm。

周邊眼采用不耦合間隔裝藥，為實現間隔裝藥，使藥卷居中在孔內，預先按設計將藥卷用傳爆線串聯在竹片上。

爆破軟巖（f＜6）時，炮孔布置見圖2，爆破參數見表2。炸藥體積單耗q＝0.85kg/m3，炸藥質量單耗q＝0.28kg/t。

圖2 軟巖（f＜6）光面爆破炮孔布置

表2 軟巖（f＜6）光面爆破參數

爆破硬巖（f＝6～7）時，炮孔布置見圖3，爆破參數見表3。炸藥體積單耗q＝0.9kg/m3，炸藥質量單耗q＝0.3kg/t。

圖3 堅硬巖性（f為6～7）爆破炮孔布置

表3 堅硬巖性（f為6～7）進路爆破參數

2.6 作業要求

（1）嚴格按鉆爆設計進行施工，周邊眼間距的誤差不大于50mm，輔助眼間距的誤差不大于100 mm，周邊眼的外傾角不大于3°。

（2）除周邊眼、頂板眼、底板眼外，掏槽眼、輔助眼方向垂直工作面，要求孔底在同一平面上。

（3）鉆孔結束后要清孔，炮眼裝藥完畢用炮泥堵塞，確保裝藥質量。

3 結 論

經過大量的現場試驗，逐步修改各爆破參數，煎茶嶺鎳礦的光面爆破取得了理想的效果，不但爆破塊度得以控制，而且爆破的進路斷面大小、輪廓規整。通過試驗得出以下結論：

（1）降低了炸藥單耗，煎茶嶺鎳礦原爆破炸藥單耗0.36kg/t，經過反復試驗后炸藥單耗降低至0.28～0.3kg/t；

（2）炮孔堵塞作用重大，在光爆中，若炮孔不堵塞或堵塞質量差將直接影響炸藥爆炸作用，使爆炸力減弱；

（3）周邊眼必須采用不耦合裝藥技術，周邊眼若連續柱狀裝藥，爆破后對周邊輪廓破壞較大；

（4）針對不同性質的礦巖，應通過現場試驗確定合理的爆破參數，并采用適宜的單孔裝藥量及炮孔布置。

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2012－08－14）

楊陸海（1983－），男，采礦工程師，碩士，主要從事采礦工作。