400萬t/a采礦區(qū)爆破施工設(shè)計

文/胡崇光　十四冶云南礦業(yè)工程有限公司　云南昆明　650000

400萬t/a采礦區(qū)爆破施工設(shè)計

文/胡崇光十四冶云南礦業(yè)工程有限公司云南昆明650000

280m分段采切工程施工掘進(jìn)工作，關(guān)鍵控制爆破對巷道圍巖的擾動程度，減小超挖量，使爆破后的巷道斷面形狀規(guī)整、尺寸符合設(shè)計要求、表面平整，巷道均采用直眼桶形掏槽的方式，全斷面一次性濕式鑿巖爆破。用鑿巖臺車鉆眼，爆破使用銷銨炸藥、巷道底眼用防水炸藥。采用塑料導(dǎo)爆管毫秒雷管起爆系統(tǒng)進(jìn)行起爆，能有效提高爆破效果，減小爆破震動，引爆用電磁雷管和起爆器。

280m分段采切工程；采礦區(qū)；爆破施工

礦區(qū)標(biāo)高600m—1850m，屬侵蝕剝蝕山地形，切割深，起伏大，網(wǎng)狀溝谷發(fā)育，曼崗河、肥味河、老廠河從礦區(qū)流過，匯合為渾龍河，在礦區(qū)西南約9km處注入戛灑江。河水流量受降雨量控制，變化很大。礦區(qū)內(nèi)多為灌木和雜草覆蓋，沒有成片森林。

1、工程概況

昆鋼二期工程屬于重點礦山工程，其中重要部分是280m分層工程，對礦業(yè)公司的持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展具有重要作用。昆鋼大紅山鐵礦400萬噸/年井下二期采礦工程由于礦體較為厚大的因素，該工程主要部分采取以無底柱分段崩落法為主和分采區(qū)采取房住房及空場法的方法進(jìn)行采礦作業(yè)。二期采礦280m分層是最主要的探礦段，地質(zhì)儲量較好，為了使得采礦儲量升級，欲將采礦通道設(shè)在探礦坑道。采用全斷面開挖，鉆眼光面爆破，施工中應(yīng)嚴(yán)格掌握周邊眼的角度和方向，減小超欠挖，采用微差爆破，雷管微差段數(shù)盡量增大，集中在每段藥量越少，震動效應(yīng)就越小，避免影響圍巖較差地段的穩(wěn)定。

2、爆破施工工作

⑴放樣布眼

在爆破施工鉆眼前，要了解爆破地點巖石性質(zhì)及其分級，然后開始標(biāo)出炮眼位置，允許炮眼誤差在5cm以內(nèi)，由測量員繪出炮眼位置的開挖面，采用紅油漆畫出其中線與輪廓線。

⑵定位開眼

在布眼后，用鉆孔臺車進(jìn)行鉆眼，并保證鉆孔臺車平行于隧道軸線，在鉆孔時，必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行炮眼鉆孔。由于是機(jī)械臂擺動鉆眼，所以在掏槽眼與周邊眼時，其鉆眼精度必須要高度精確，并且保證誤差不超3cm。

⑶鉆眼

在鉆眼前，必須要讓鉆工清晰知道炮眼布置圖，并對鑿巖機(jī)械操作熟練，在周邊眼的鉆孔時，必須要有專門人員在臺車下指揮，保證周邊眼外插角控制在2°～3°范圍內(nèi)，最好保證兩茬炮交界臺階在15cm范圍內(nèi)。在鉆眼過程中要靈活處理炮眼深度，根據(jù)是眼口位置與掌子面巖石的凹凸來確定深度，必須保證炮眼底處于同一斷面，此外，所掏槽眼的底深要較輔助眼底多10cm。

⑷鉆爆設(shè)計

設(shè)計原則：此工程根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)情況，采取光面爆破法開挖斷面和進(jìn)尺，決定所采取的爆破器材，并編制爆破設(shè)計。對周邊眼間距與最小抵抗線的選擇要合理，必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐膰鷰r特點來確定，然后均勻布置輔助眼，輔助眼進(jìn)行交錯設(shè)置，確保輔助眼眼底能與周邊眼在同一垂直面，并加深掏槽眼20cm。對周邊眼采取小直徑藥卷進(jìn)行連續(xù)均勻裝藥，沿著所有炮眼之間均勻散布，裝藥過程必須嚴(yán)格控制裝藥量。起爆采取非電毫秒微差雷管，而周邊眼則采取導(dǎo)爆索方式起爆，能減小起爆的時差。

選擇鉆爆參數(shù)：鉆爆參數(shù)的確定要通過爆破試驗得到，并參照爆破的“光面爆破參數(shù)表”進(jìn)行試驗。

掏槽方式：采取直眼桶形方式進(jìn)行掏槽，加大炮孔深度，并將爆破循環(huán)進(jìn)尺提高，可以加速開挖。

裝藥：周邊采取眼小直徑藥卷進(jìn)行連續(xù)裝藥的裝藥結(jié)構(gòu)，對于較軟的巖石采取導(dǎo)爆索起爆。對裝藥炮眼的堵塞方式采取炮泥堵塞，一般將周邊眼堵塞長度要在40cm以上。

爆破效果監(jiān)測及爆破設(shè)計優(yōu)化：第一，爆破效果監(jiān)測。采取超欠挖的方式進(jìn)行檢查爆破效果，在開挖操作中，要檢查開挖的輪廓是否圓順、表面是否平整，必須要檢查爆破進(jìn)尺在設(shè)計要求以內(nèi)。對所爆出的石碴塊度根據(jù)裝碴要求進(jìn)行檢查，查看其是否符合裝碴要求。對硬巖的炮眼痕跡的保存率應(yīng)不小于80%，而中硬巖的炮眼痕跡保存率不小于≥60%，保證均勻分布在開挖輪廓面，爆破銜接臺階設(shè)置在10cm范圍內(nèi)。第二，爆破設(shè)計優(yōu)化。根據(jù)前一次的爆破效果進(jìn)行檢查，分析爆破效果的影響因素，并不良的爆破效果進(jìn)行及時修正，為后面的爆破效果提供經(jīng)驗教訓(xùn)，從而能逐步提高爆破效果，是對工程爆破技術(shù)的提高。尤其要注意周邊眼的巖層節(jié)理裂隙發(fā)育、巖性軟硬狀況，由此來修正眼距，確定用藥量。在每一次的爆破后，要對石碴塊度進(jìn)行參數(shù)修正。若當(dāng)輔助眼設(shè)置密集，會出現(xiàn)石碴塊度偏小的情況；反之就出現(xiàn)塊度偏大的情況。要以現(xiàn)場開挖面的凹凸情況來對鉆眼深度做修正調(diào)整，保證爆破眼眼底基本處于同一斷面。

⑸清孔

在對鉆眼裝藥前，須要將炮眼里面的石屑清理干凈，可以采取鋼筋彎制的炮鉤或高壓風(fēng)管輸入高壓風(fēng)刮出或吹凈石屑。

⑹裝藥

根據(jù)照炮眼設(shè)計布置圖，要自上而下對鉆眼進(jìn)行分片區(qū)裝藥，并將雷管布置正確。用泡泥將所有炮眼賭塞住，其長度要在20cm以上。采取直眼四中空型式進(jìn)行全斷面的掏槽，眼徑75mm的空眼4個，剩下的眼徑設(shè)置為45mm；臺階法眼徑為45mm。對周邊眼采取間隔不耦合方式裝藥，非周邊眼采取連續(xù)裝藥的結(jié)構(gòu)形式，一般用硬泥混合砂子堵炮孔，采取孔內(nèi)微差方式的非電毫秒雷管起爆。

⑺連接起爆網(wǎng)絡(luò)

采用復(fù)式網(wǎng)絡(luò)起爆能提高起爆的可靠性與準(zhǔn)確性。需要注意的是不能對導(dǎo)爆管打結(jié)或拉細(xì)；檢查各炮眼雷管的連接情況，確保其連接的次數(shù)是一致的；用黑膠布包扎引爆雷管于離一簇導(dǎo)爆管自由端10cm以上位置。在專人檢查完后，開始布置安全警戒，起爆引爆雷管。

⑻瞎炮的處理

對于瞎炮的處理先要查明原由，針對孔外的導(dǎo)爆管損壞情況下的瞎炮，應(yīng)將損壞部分切去，再重新將接頭對準(zhǔn)炮眼，進(jìn)行導(dǎo)爆管連接；針對孔內(nèi)導(dǎo)爆管損壞或自身問題導(dǎo)致的瞎炮，必須保護(hù)好現(xiàn)場，不允許私自處理，要請爆破專家來做處理。

3、爆破作業(yè)各項參數(shù)計算

平巷爆破作業(yè)按如下斷面作鑿巖爆破說明（S=14.77m2），排廢運力計算按直接用汽車運至井下380m進(jìn)風(fēng)斜井底渣倉或400m廢石轉(zhuǎn)運系統(tǒng)渣倉，初期運距大概為1200m左右考慮。

根據(jù)單位在大紅山鐵礦施工了解的該段地質(zhì)狀況，并考慮到生產(chǎn)交叉影響施工及臨時支護(hù)占用的時間，w按月平均鑿巖爆破天數(shù)30天計，正常循環(huán)率按85%考慮，預(yù)計有效鑿巖爆破實際天數(shù)為30×85%=25.5天，每天2個循環(huán)，月平均月成巷110m，其爆破參數(shù)計算如下：

3.1爆破參數(shù)的確定

（1）炮眼深度

式中：L—計劃月進(jìn)度，L=110m；N—每月實際鑿巖爆破工作天數(shù)，取N=30天；n—每天完成的掘進(jìn)循環(huán)數(shù)，取n=2次/天；η1—正規(guī)循環(huán)率，1=0.85；η—炮眼利用率，取=0.85。

則 l =110/（30×2.0×0.85×0.85）= 2.53（m）

取炮眼深度為2.7m，其中掏槽眼、底眼深度取3.0m。

（2）炮眼間距及爆層厚度

炮眼間距取E=400mm

爆層厚度W=550mm

（3）藥卷規(guī)格

周邊眼Φ=25mm，L=200mm，g=150g；

其它眼Φ=35mm，L=200mm，g=200g。

3.2鑿巖爆破

鑿巖：采用YT-28高頻鑿巖機(jī)，Φ38～41mm一字型鉆頭，配Φ22mm、L=3000～3500mm 釬桿，孔深2700～3000mm。根據(jù)基巖的巖石物理力學(xué)性質(zhì)及巷道設(shè)計斷面作炮孔設(shè)計。炮眼布置、爆破參數(shù)、爆破效果分別如下。

采用直眼五心掏槽方式，中心空眼一個，孔深3.0m；周邊孔間距450mm～500mm，抵抗線500mm～550mm；輔助孔間距600mm， 抵 抗線600mm～650mm；底孔孔間距550mm～600mm，抵抗線500mm～550mm。掏槽孔、輔助孔與巷道軸線平行；周邊孔炮孔偏斜角控制在20～40范圍內(nèi)。

3.3通風(fēng)

a、通風(fēng)方式：采用壓入式通風(fēng)。

b、風(fēng)量計算及風(fēng)機(jī)選擇：

式中：K --- 涌水影響系數(shù)；A --- 一次爆破炸藥消費量，70.10kg；S --- 掘進(jìn)斷面，14.77m2； L --- 巷道長，2000m；（按段掘進(jìn)最長段2000m以內(nèi)計算）；t --- 通風(fēng)時間，40min。

c、風(fēng)機(jī)實際的通風(fēng)能力：

式中：K --- 漏風(fēng)系數(shù)。

d、負(fù)壓計算：

式中：R --- 風(fēng)阻，千繆；α--- 阻力系數(shù)；d --- 風(fēng)筒直徑，0.9m；L ---巷道長，2000m；

e、風(fēng)機(jī)功率：

經(jīng)計算選用2×55KW隧道軸流通風(fēng)機(jī)，配φ900膠皮風(fēng)筒向工作面壓入新鮮風(fēng)流，40分鐘內(nèi)可把爆破后產(chǎn)生的煙塵排出。通風(fēng)結(jié)束后在工作面附近進(jìn)行噴霧降塵，灑水洗壁，降低有毒有害氣體濃度。

結(jié)語：

總之，在爆破施工中，要根據(jù)工程實際情況，因地制宜地制定切實可行的井巷爆破方案，合理安排施工順序，并確保施工目標(biāo)的圓滿實現(xiàn)。在施工中需合理布置施工現(xiàn)場平面，盡量減少消耗、降低生產(chǎn)成本，積極采用、推廣新工藝、新技術(shù)和新材料，加快施工進(jìn)度和工程質(zhì)量。

［1］宋殿軍.爆破作業(yè)大范圍丟炮的原因分析及防范措施［J］.科技咨詢導(dǎo)報，2007（02）.