大直徑深孔爆破在厚大礦體采場(chǎng)切割立槽中的應(yīng)用

張伶年，尹彥波

(長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司，　湖南 長(zhǎng)沙　410012)

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大直徑深孔爆破在厚大礦體采場(chǎng)切割立槽中的應(yīng)用

張伶年，尹彥波

(長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司，湖南 長(zhǎng)沙410012)

摘要：柴山鉬鉍鎢多金屬礦厚大礦體采用大直徑深孔階段空?qǐng)鏊煤蟪涮罘ㄟM(jìn)行回采，對(duì)采場(chǎng)(N1-7)切割立槽爆破方案做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括炸藥量消耗、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)算了安全距離，得到?jīng)_擊波最小安全距離546 m，地震波安全距離29 m，爆破毒氣的安全距離218 m，該大直徑深孔爆破設(shè)計(jì)取得了良好的爆破效果，與預(yù)期爆破經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)一致。

關(guān)鍵詞：厚大礦體；大直徑深孔爆破；切割立槽

0引言

柴山鉬鉍鎢多金屬礦厚大礦體一步驟采用大直徑深孔階段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法進(jìn)行回采，采場(chǎng)(N1-7)采用大直徑(Φ165)深孔鑿巖，配置CS150D鉆機(jī)。采場(chǎng)鑿巖邊界74.3 m×15 m，縱向沿走向布置五列，編號(hào)為1～5，橫向沿走向布置28排，編號(hào)為C1～C28。炮孔列距3.75 m，排距為2.8 m，采場(chǎng)采用切割天井拉槽，爆破范圍為C1～C4的第1～4列孔和輔助切割天井拉槽深孔T1～T8，間距2.15 m，共27個(gè)孔，爆破實(shí)際總深259 m。采場(chǎng)共計(jì)148個(gè)孔，總孔深5806.74 m

1工程概況

本次爆破設(shè)計(jì)為 N1-7 采場(chǎng) 450 m 中段切割立槽，爆破地點(diǎn)位于 400 m中段 N1-7 采場(chǎng)內(nèi)，炮孔均位于礦體內(nèi)。本次爆破全部為下向垂直炮孔，C1、C2、C3間排距為2.15 m，C3與C4間排距為2.8 m；孔間距一般為3.75 m。設(shè)計(jì)與實(shí)際施工的炮孔位置偏差較大，具體炮孔位置見圖1。

圖1　深孔爆破炮孔實(shí)測(cè)平面

2爆破設(shè)計(jì)

2.1炸藥量計(jì)算及其材料消耗

計(jì)算炮孔每米裝藥量： q=π×r2×l×p=19.42 kg。

裝藥密度根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取為1.10 g/cm3，計(jì)算每米裝藥量為19.43 kg。實(shí)際每米裝2 個(gè)Φ145 mm×500 mm(600 mm)藥包，單個(gè)藥包重約為10 kg，每米裝藥量為20 kg。

本次拉槽崩礦量約3063.46 t，需要炸藥2790.00 kg ( 含試爆 240 kg)，炸藥單耗 0.91 kg/t。爆破施工設(shè)計(jì)基于施工實(shí)際，作了以下調(diào)整。

(1) 由于 N1-7 采場(chǎng)東端第一次矩形拉槽爆破先孔裝底藥后再逐孔裝藥，底藥自上向下滑落，有近 1～2 m 拉底礦石未被爆落，因此本次設(shè)計(jì)爆破對(duì)其個(gè)別孔藥量進(jìn)行了調(diào)整。

(2) 由于切割天井 處炮孔位置相對(duì) 較遠(yuǎn)，其它相鄰 炮孔距離較近，施工炮孔與設(shè)計(jì)炮孔位置相差較大，逐孔單段起爆會(huì)破壞周邊炮孔孔口，為確保起爆后裝藥安全可靠，設(shè)計(jì)全孔分段爆破更改為分層爆破切槽。

每孔每層藥裝 2個(gè)MS 雷管，合計(jì)156 發(fā)(含起爆雷管 2 發(fā))。孔外延時(shí)雷管 2 發(fā)。

2.2裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本次爆破用藥包規(guī)格Φ145 mm×50 cm，重量10 kg/包，起爆雷管裝入中間乳化炸藥藥包中。孔底用炮孔堵頭堵塞后，裝1.5 m砂后，再間隔裝藥1.5 m，每層裝3～4個(gè)藥包，裝藥長(zhǎng)1.5～2.0 m，間隔段用砂充填，孔口堵塞長(zhǎng)2.0 m，裝藥結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2　炮孔裝藥結(jié)構(gòu)

2.3起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

起爆方式：延時(shí)雷管—導(dǎo)爆管雷管—導(dǎo)爆索—導(dǎo)爆管雷管，復(fù)式起爆網(wǎng)絡(luò)。

孔內(nèi)3層藥柱間分段爆破，2層藥柱均采用雙發(fā)導(dǎo)爆管雷管起爆，下層超前上層起爆。炮孔起爆順序見圖3。

圖3　炮孔起爆順序

爆破網(wǎng)絡(luò)用1發(fā)導(dǎo)爆管雷管引至采場(chǎng)外安全點(diǎn)延時(shí)起爆，確保爆破時(shí)井下人員全部安全撤離至地表，設(shè)備撤至100 m外安全點(diǎn)。起爆網(wǎng)路采用并聯(lián)，孔外導(dǎo)爆管按排分組，爆破網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖4和圖5。

2.4爆破技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

根據(jù)以上設(shè)計(jì)，在采場(chǎng)(N1-7)中實(shí)施大直徑深孔爆破，獲得技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為：爆破4排深孔寬7.10 m；爆破補(bǔ)償空間247.64 m3(孔底至爆堆高不得小于3 m)；分層爆破礦體體積942.60 m3；爆破補(bǔ)償系數(shù)1.26；爆破孔深總計(jì)259.00 m，含試爆13 m；爆破炸藥消耗2790.00 kg，含試爆240 kg；分層爆破礦石量3063.46 t；切割立槽爆破孔數(shù)27.00個(gè)；切割立槽爆破單耗0.91 kg/t；切割立槽爆破每米崩礦量11.83 t/m。

圖4　起爆網(wǎng)絡(luò)連接

圖5　炮孔爆破網(wǎng)絡(luò)連接

2.5安全距離計(jì)算

(1) 沖擊波安全距離：

式中：RK——最小安全距離，m；

KK——安全系數(shù)，取40(對(duì)于一般建筑物取70，人員取25～60)；

Q——本次爆炸的炸藥總重量，2550 kg。

確定爆破作業(yè)點(diǎn)附近無(wú)重要設(shè)備、建筑物，離地表出口距離在安全距離外，沖擊波不會(huì)造成破壞作用。

(2) 地震波安全距離：

式中：q——微差爆破取最大一段藥量，320 kg(單段最大裝藥量)；

v——保護(hù)對(duì)象質(zhì)點(diǎn)允許的速度(中等堅(jiān)硬巖石取20 cm/s)；

k——中硬巖石取值150～250，本次根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取200；

α——取1.5～1.8，本次根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取1.6。

本次爆破屬井下爆破，作業(yè)點(diǎn)附近巖石比較穩(wěn)固，無(wú)重要構(gòu)筑物；距地表直線距離約400 m，且對(duì)應(yīng)地表無(wú)需要保護(hù)的設(shè)施；地震波所造成的危害可以不考慮。

(3) 爆破毒氣影響范圍 ：

式中：Rg——爆破毒氣的安全距離，m；

Q——爆破總炸藥量，1.81 t；

Kg——系數(shù)，平均值160。

爆破作業(yè)點(diǎn)離地表出口水平距離約400 m，下井作業(yè)前需要進(jìn)行有害氣體的檢測(cè)，達(dá)到安全值后方可下井作業(yè)。

3結(jié)論

大直徑深孔爆破在柿竹園柴山多金屬礦厚大礦體采場(chǎng)切割槽爆破中得到了成功的應(yīng)用，取得了良好的爆破效果，與爆破方案設(shè)計(jì)中的爆破經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)一致，在安全技術(shù)與防護(hù)措施上做得到位，安全狀況良好。此爆破方法在別的厚大礦體采場(chǎng)爆破中能得到推廣應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：張伶年(1971-)，男，湖南桃江人，高級(jí)工程師，主要從事采礦技術(shù)研究工作，Email:zlnzsj@163.com。