凡口鉛鋅礦機械化鑿巖裝藥的爆破效果分析

鐘 杰

(1.凡口鉛鋅礦, 廣東 韶關市 512325； 2.中南大學 資源與安全學院, 湖南 長沙 410083)

0 引 言

凡口鉛鋅礦為加快開拓和采準工程進度，提高作業效率和安全性，引進機械設備代替人工作業。凡口鉛鋅礦原掘進工作面原采用氣腿式風動鑿巖機鑿巖，鉆孔直徑為38 mm，孔深一般為2 m，而機械化鑿巖臺車鉆孔孔徑為40 mm，孔深2.7 m。裝藥原采用人工裝藥，目前引進小裝藥臺車進行機械化裝藥。

無論是氣腿式風動鑿巖，還是機械化鑿巖臺車鑿巖，要提高掘進效率，首先要布置好炮孔，掘進工作面炮孔分為掏槽孔、輔助孔和周邊孔3類。針對凡口礦硬巖巖性特征，掘進工作面布孔關鍵在于掏槽孔，掏槽孔是為增加爆破自由面。炮孔在工作面上的位置不同，爆破順序不同，在爆破工作中所起的作用也不同。

1 作面炮孔布置

1.1 掏槽孔布置

掏槽孔的作用是首先在工作面上將某一部分巖石破碎并拋出，在第一個自由面的基礎上崩出第二個自由面，為其它炮孔的爆破創造有利條件。掏槽孔掏槽效果對循環進尺起著決定性的作用，掏槽孔布置要根據巷道斷面規格、鉆孔深度和礦巖的物理力學性質來綜合考慮。對凡口礦比較堅硬的礦巖，在生產實踐中發現需要留空孔增加新自由面來進行爆破掏槽。掏槽孔孔間距不宜太大也不宜太小，孔間距過大，掏槽效果不好，達不到目的；孔間距太小，放炮時易被鄰孔帶走或擠死，亦達不到預期爆破效果。因此，布置掏槽孔，孔間距要適中，才能起到很好的爆破效果。與氣腿式風動鑿巖機相比，鑿巖臺車的孔徑大，在掘進斷面相同的情況下，布置的總孔數比氣腿式風動鑿巖機少。鑿巖臺車可以施工大小不同的鉆孔，掏槽孔的空孔用大鉆頭打(孔徑60 mm)，脆硬的巖石工作面打2～3大空孔,爆破效果較好。

1.2 輔助孔布置

輔助孔又稱崩落孔，是大量崩落礦巖和繼續擴大掏槽區的炮孔。輔助孔要均勻布置在掏槽孔與周邊孔之間，其孔距一般較大，機械化鑿巖臺車鉆孔孔徑較大,則適當增加孔間距，炮孔方向一般垂直于工作面，裝藥系數一般為0.60～0.80。輔助孔能逐步擴大掏槽區的自由面，讓周邊孔能充分爆破,并控制好巷道規格。

1.3 周邊孔布置

周邊孔是爆落巷道周邊巖石最后形成巷道斷面設計輪廓的炮孔。周邊孔布置合理與否，直接影響巷道成型是否規整，周邊孔可分為頂孔、邊孔和底孔。為控制好巷道斷面形狀，氣腿式風動鑿巖機和機械化鑿巖臺車布孔方式基本一致。頂孔和邊孔應布置在設計輪廓線上，但為了便于施工，通常向外偏斜一定的角度，角度大小根據炮孔深度來調整，孔底落在設計輪廓線外不超過90 mm。周邊孔的布置，除光面爆破外，孔的間距一般為0.8～1.2 m，光面爆破孔間距取小值，炮孔采用間隔裝藥，控制好巷道窿形，減少松石。

根據以上掘進面掏槽孔、輔助孔和周邊孔的布置原則，凡口礦在生產實際中進行了反復實驗摸索，分段平巷氣腿式風動鑿巖與機械化鑿巖臺車鑿巖布孔方式、雷管段數安排分別見圖1，圖2。

圖1 氣腿式風動鑿巖布孔方式

圖2 鑿巖臺車鑿巖布孔方式

2 鑿巖爆破試驗

(1) 氣腿式風動鑿巖機鑿巖,小裝藥臺車裝藥爆破。采用氣腿式風動鑿巖機鉆平行水平孔，炮孔布置和炮孔雷管段數及起爆順序見圖1，鉆孔布置好后，采用小裝藥臺車給Shn-455m盤區廢石掘進面和礦石掘進面裝藥爆破進行試驗，掘進面規格均為3.4 m×3.2 m(寬×高)。各爆破孔在進行小臺車裝藥前先預裝起爆藥卷(直徑35 mm，長240 mm乳化硝銨炸藥)和雷管。裝藥爆破試驗參數及效果見表1。

表1 氣腿式風動鑿巖、小裝藥臺車裝藥爆破試驗參數及效果

(2) 機械化鑿巖臺車鑿巖，小裝藥臺車裝藥爆破。在相同的作業點采用機械化鑿巖臺車鉆孔，并用同樣的小裝藥臺車裝藥爆破試驗，炮孔布置和炮孔雷管段數及起爆順序見圖2，各爆破孔在進行小臺車裝藥前先預裝起爆藥卷和雷管，裝藥爆破試驗參數及效果見表2。

表2 機械化鑿巖臺車鑿巖、小裝藥臺車裝藥爆破試驗參數及效果

(3) 氣腿式風動鑿巖機鑿巖，人工裝藥爆破。相同的作業點如果采用人工裝填藥卷(直徑35 mm，長240 mm乳化硝銨炸藥)爆破，在布孔方式和炮孔雷管段數不變的情況下，氣腿式風鉆打平行水平孔，每槽炮進尺平均可達到1.9 m，爆破試驗參數及效果見表3。

表3 氣腿式風動鑿巖機鑿巖、人工裝藥爆破試驗參數及效果

(4) 機械化鑿巖臺車鑿巖，人工裝藥爆破。相同的作業點如果采用人工裝填藥卷(直徑35 mm，長240 mm乳化硝銨炸藥)爆破，布孔方式和炮孔雷管段數不變的情況下，機械化鑿巖臺車鉆平行水平孔，每槽炮進尺平均可以達到2.58 m，爆破試驗參數及效果見表4。

表4 機械化鑿巖臺車鑿巖、人工裝藥爆破試驗參數及效果

3 爆破試驗結果

對比分析表1與表3，表2與表4試驗數據，在相同作業點采用相同的鑿巖方式，布孔方式和炮孔雷管起爆段數相同的情況下，均發現小裝藥臺車的爆破效果較手工裝藥的爆破效果差，而且小臺車裝藥爆破效果不穩定。

對比分析表1與表2，表3與表4試驗數據，在相同作業點采用相同的裝藥方式，鑿巖臺車掘進面比氣腿式風動鑿巖掘進面的炮孔個數少了6個，炮孔深0.3～0.7 m，但鑿巖臺車鑿巖爆破的掘進進尺較氣腿式風動鑿巖機的好，因此，分析認為鑿巖臺車可以取代氣腿式風動鑿巖機。

后來多次鏟掘進面時發現，小裝藥臺車裝藥放炮的掘進面常殘留有沒有爆炸的乳狀炸藥，從而可推斷小裝藥臺車裝藥爆破時存在導爆管雷管沒有引爆起爆藥卷現象。目前礦山采用的是紙皮起爆藥卷，藥卷易斷且藥卷內炸藥不飽滿，導爆管雷管常會與起爆藥卷脫離，影響爆破效果。改用塑料皮起爆藥卷或導爆索起爆后，不論是氣腿式風動鑿巖，還是機械化鑿巖臺車鑿巖的掘進面，爆破效果均有明顯改善。

4 結 語

綜合以上分析認為，鑿巖臺車鑿巖爆破的效果較氣腿式風動鑿巖機的好，鑿巖臺車可以取代氣腿式風動鑿巖機；而小裝藥臺車的爆破效果較手工裝藥的爆破效果差，要提高小裝藥臺車裝藥爆破效果，必須正確使用各種工具，因此，還需在今后一段時間內對小裝藥臺車裝藥爆破探索，以獲得滿意的爆破效果。

參考文獻：

[1]徐小何,周晉華，等.《采礦手冊》第二卷[M].北京：冶金工業出版社,1990:666-673.

[2]徐忠義,杜前進.采礦知識問答[M].北京：冶金工業出版社,2008:28-29.

[3]李均安.全液壓鑿巖臺車在焦家金礦的應用[J].礦業研究與開發,1996(06):24-26.

[4]鄒學新,王友才.電腦鑿巖臺車掘進施工作業的工期優化[J].西安科技大學學報,2013(9):609-614.

[5]許春勝,許毓海. 凡口鉛鋅礦18萬t達產的采礦對策[J]. 采礦技術,2007(04):13-14.