400萬t/a采礦區爆破施工設計

文/胡崇光　十四冶云南礦業工程有限公司　云南昆明　650000

400萬t/a采礦區爆破施工設計

文/胡崇光十四冶云南礦業工程有限公司云南昆明650000

280m分段采切工程施工掘進工作，關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整、尺寸符合設計要求、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。采用塑料導爆管毫秒雷管起爆系統進行起爆，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；爆破施工

礦區標高600m—1850m，屬侵蝕剝蝕山地形，切割深，起伏大，網狀溝谷發育，曼崗河、肥味河、老廠河從礦區流過，匯合為渾龍河，在礦區西南約9km處注入戛灑江。河水流量受降雨量控制，變化很大。礦區內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，對礦業公司的持續穩步發展具有重要作用。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采取房住房及空場法的方法進行采礦作業。二期采礦280m分層是最主要的探礦段，地質儲量較好，為了使得采礦儲量升級，欲將采礦通道設在探礦坑道。采用全斷面開挖，鉆眼光面爆破，施工中應嚴格掌握周邊眼的角度和方向，減小超欠挖，采用微差爆破，雷管微差段數盡量增大，集中在每段藥量越少，震動效應就越小，避免影響圍巖較差地段的穩定。

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及其分級，然后開始標出炮眼位置，允許炮眼誤差在5cm以內，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，用鉆孔臺車進行鉆眼，并保證鉆孔臺車平行于隧道軸線，在鉆孔時，必須嚴格按照要求進行炮眼鉆孔。由于是機械臂擺動鉆眼，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，最好保證兩茬炮交界臺階在15cm范圍內。在鉆眼過程中要靈活處理炮眼深度，根據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鉆爆設計

設計原則：此工程根據當地地質情況，采取光面爆破法開挖斷面和進尺，決定所采取的爆破器材，并編制爆破設計。對周邊眼間距與最小抵抗線的選擇要合理，必須根據當地的圍巖特點來確定，然后均勻布置輔助眼，輔助眼進行交錯設置，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行連續均勻裝藥，沿著所有炮眼之間均勻散布，裝藥過程必須嚴格控制裝藥量。起爆采取非電毫秒微差雷管，而周邊眼則采取導爆索方式起爆，能減小起爆的時差。

選擇鉆爆參數：鉆爆參數的確定要通過爆破試驗得到，并參照爆破的“光面爆破參數表”進行試驗。

掏槽方式：采取直眼桶形方式進行掏槽，加大炮孔深度，并將爆破循環進尺提高，可以加速開挖。

裝藥：周邊采取眼小直徑藥卷進行連續裝藥的裝藥結構，對于較軟的巖石采取導爆索起爆。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。

爆破效果監測及爆破設計優化：第一，爆破效果監測。采取超欠挖的方式進行檢查爆破效果，在開挖操作中，要檢查開挖的輪廓是否圓順、表面是否平整，必須要檢查爆破進尺在設計要求以內。對所爆出的石碴塊度根據裝碴要求進行檢查，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，爆破銜接臺階設置在10cm范圍內。第二，爆破設計優化。根據前一次的爆破效果進行檢查，分析爆破效果的影響因素，并不良的爆破效果進行及時修正，為后面的爆破效果提供經驗教訓，從而能逐步提高爆破效果，是對工程爆破技術的提高。尤其要注意周邊眼的巖層節理裂隙發育、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，要對石碴塊度進行參數修正。若當輔助眼設置密集，會出現石碴塊度偏小的情況；反之就出現塊度偏大的情況。要以現場開挖面的凹凸情況來對鉆眼深度做修正調整，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管輸入高壓風刮出或吹凈石屑。

⑹裝藥

根據照炮眼設計布置圖，要自上而下對鉆眼進行分片區裝藥，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行全斷面的掏槽，眼徑75mm的空眼4個，剩下的眼徑設置為45mm；臺階法眼徑為45mm。對周邊眼采取間隔不耦合方式裝藥，非周邊眼采取連續裝藥的結構形式，一般用硬泥混合砂子堵炮孔，采取孔內微差方式的非電毫秒雷管起爆。

⑺連接起爆網絡

采用復式網絡起爆能提高起爆的可靠性與準確性。需要注意的是不能對導爆管打結或拉細；檢查各炮眼雷管的連接情況，確保其連接的次數是一致的；用黑膠布包扎引爆雷管于離一簇導爆管自由端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，針對孔外的導爆管損壞情況下的瞎炮，應將損壞部分切去，再重新將接頭對準炮眼，進行導爆管連接；針對孔內導爆管損壞或自身問題導致的瞎炮，必須保護好現場，不允許私自處理，要請爆破專家來做處理。

3、爆破作業各項參數計算

平巷爆破作業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進風斜井底渣倉或400m廢石轉運系統渣倉，初期運距大概為1200m左右考慮。

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

3.1爆破參數的確定

（1）炮眼深度

式中：L—計劃月進度，L=110m；N—每月實際鑿巖爆破工作天數，取N=30天；n—每天完成的掘進循環數，取n=2次/天；η1—正規循環率，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，Φ38～41mm一字型鉆頭，配Φ22mm、L=3000～3500mm 釬桿，孔深2700～3000mm。根據基巖的巖石物理力學性質及巷道設計斷面作炮孔設計。炮眼布置、爆破參數、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。

3.3通風

a、通風方式：采用壓入式通風。

b、風量計算及風機選擇：

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

c、風機實際的通風能力：

式中：K --- 漏風系數。

d、負壓計算：

式中：R --- 風阻，千繆；α--- 阻力系數；d --- 風筒直徑，0.9m；L ---巷道長，2000m；

e、風機功率：

經計算選用2×55KW隧道軸流通風機，配φ900膠皮風筒向工作面壓入新鮮風流，40分鐘內可把爆破后產生的煙塵排出。通風結束后在工作面附近進行噴霧降塵，灑水洗壁，降低有毒有害氣體濃度。

結語：

總之，在爆破施工中，要根據工程實際情況，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，并確保施工目標的圓滿實現。在施工中需合理布置施工現場平面，盡量減少消耗、降低生產成本，積極采用、推廣新工藝、新技術和新材料，加快施工進度和工程質量。

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