井下鐵礦開(kāi)采中深孔爆破技術(shù)分析

雷光輝++閆勝文

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.054

摘 要：在井下鐵礦的開(kāi)采過(guò)程中深孔爆破技術(shù)可以完全根據(jù)礦山地貌規(guī)模的不同，選擇合適的開(kāi)采手段，如開(kāi)鑿技術(shù)和鑿巖打孔設(shè)備等，開(kāi)采的過(guò)程中能夠借助多段微差的爆破方式，以此來(lái)有效地避免各種礦上開(kāi)采事故的出現(xiàn)，促進(jìn)開(kāi)采安全性的顯著提高，并有助于開(kāi)采周期的縮短、生產(chǎn)效率的提升與作業(yè)條件的改善，有助于促進(jìn)生產(chǎn)效益的顯著提升。

關(guān)鍵詞：井下鐵礦 開(kāi)采 中深孔爆破技術(shù) 分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TD235.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0054-02

鋼鐵工業(yè)一直以來(lái)都是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鋼鐵需求量在國(guó)內(nèi)與日俱增。2010年之前我國(guó)的鐵礦開(kāi)采仍然還是以露天開(kāi)采為主，隨著開(kāi)采進(jìn)程的不斷加快，以露天開(kāi)采的企業(yè)面臨的危機(jī)越來(lái)越多，故在今后鐵礦石的開(kāi)采過(guò)程中井下開(kāi)采逐漸成為一種重要的趨勢(shì)。中深孔爆破技術(shù)憑借著較高的開(kāi)采效率、較短的周期、較少的爆破飛石以及較高的可行性而被逐漸應(yīng)用到井下鐵礦石的開(kāi)采過(guò)程中去。

1 中深孔爆破技術(shù)探討

中深孔爆破技術(shù)主要應(yīng)用于土方石的爆破工程中，若將其應(yīng)用到地下采礦工程中會(huì)取得非常高的經(jīng)濟(jì)效益。近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高度發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步，深鉆孔技術(shù)與設(shè)備較之前獲得了顯著的改善，極大地促進(jìn)了中深孔爆破技術(shù)的效果，與此同時(shí)所帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)效益引起了人們的普遍關(guān)注。

中深孔爆破技術(shù)在一定程度上能夠?qū)Σ煌こ讨械母鞣N要求進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而有助于爆破指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的顯著改善，最終實(shí)現(xiàn)工程成本降低的目的。爆破質(zhì)量的良好與否直接決定了巖體破碎的質(zhì)量、大小、底根以及爆堆的松散程度等。同時(shí)，在整個(gè)爆破過(guò)程中如果能夠?qū)ψ钚〉挚咕€進(jìn)行科學(xué)且合理的控制，則爆破過(guò)程中所產(chǎn)生的各種危害、向后的拉裂、側(cè)裂與噪音的降低、飛石、振動(dòng)等都在很大程度上獲得顯著的降低。

另外，中深孔爆破技術(shù)相關(guān)指標(biāo)的改善主要是建立炸藥使用量減少的基礎(chǔ)上，促進(jìn)爆破產(chǎn)量的顯著提升，在促進(jìn)碎石條件改善的基礎(chǔ)上對(duì)后續(xù)一系列的工作程序進(jìn)行有效的控制，如裝載、鉆孔和二次破碎等，進(jìn)而有助于促進(jìn)綜合成本的降低。因此，在實(shí)際施工過(guò)程中需要對(duì)爆破的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的選擇，通過(guò)優(yōu)化各項(xiàng)施工工藝來(lái)保證良好成效的取得。

2 中深孔爆破技術(shù)參數(shù)

2.1 炮孔的深度與直徑

現(xiàn)階段，應(yīng)用在工程中的中深孔鉆機(jī)的直徑通常在80～200 mm之間，鉆機(jī)的類(lèi)型與巖石的特性在一定程度上仍然直接決定著具體的直徑D，若一旦將鉆機(jī)的型號(hào)確定下來(lái)，則孔徑便是固定的，一般情況下45 mm、80 mm、100 mm、150 mm是常用中深孔的孔徑值。

掏槽孔孔距，中心孔距其他各裝藥孔的距離是500 mm；各裝藥孔之間的距離為600 mm，輔助孔布置在距中心700 mm對(duì)角線上，周邊孔距輔助孔應(yīng)取700 mm。

2.2 最小抵抗線

最小抵抗線W一般情況下中深孔進(jìn)行爆破的主要參數(shù)，偏大和偏小都會(huì)對(duì)爆破效果造成一定程度的影響，若炮孔前排的抵抗線太小，則要想取得同樣的爆破效果就必須準(zhǔn)備更多的炸藥，進(jìn)而鉆孔作業(yè)的時(shí)間會(huì)有所延長(zhǎng)，還會(huì)產(chǎn)生眾多的飛石，最終導(dǎo)致工程進(jìn)度的拖慢；若炮孔前排的抵抗線太大，則會(huì)由于在炮區(qū)內(nèi)無(wú)法將炸藥推出，而導(dǎo)致嚴(yán)重拉裂和后沖現(xiàn)象的出現(xiàn)，進(jìn)而底根與體積較大的石塊會(huì)大量出現(xiàn)，最終同樣也會(huì)影響爆破時(shí)施工的進(jìn)度。

3 巷道掘進(jìn)爆破

巷道掘進(jìn)爆破主要是在保證作業(yè)區(qū)不會(huì)受到任何威脅的基礎(chǔ)上，爆破掉原先所規(guī)定的巖石斷面，以此來(lái)促進(jìn)運(yùn)輸和作業(yè)用巷道的形成，該種爆破技術(shù)由于使用較小的炸藥量，故所能夠爆破的區(qū)域面積十分小，且爆破自由面有且只有一個(gè)。在爆破的實(shí)行過(guò)程中要根據(jù)炮眼功能的不同進(jìn)行科學(xué)合理的布置，以此將施工的具體方法、起爆的實(shí)際順序以及爆破的參數(shù)等確定下來(lái)，根據(jù)爆破作用的不同可以將炮眼分為4種類(lèi)型，即底眼、周邊眼、崩落眼以及掏槽眼。把空孔當(dāng)作自由面和補(bǔ)償空間，利用大孔徑的掏槽孔將爆破空間擴(kuò)大，如圖1所示，1段爆破后將加大自由面的形成，為輔助眼、周邊眼的爆破創(chuàng)造有利條件，同時(shí)在輔助孔和周邊孔幫助下的爆破效應(yīng)最終有利于切割天井的形成。

同時(shí)，基于巷道掘進(jìn)爆破的自由面只有一個(gè)，故在對(duì)工作面進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中需要找到合適的位置來(lái)進(jìn)行炮孔的布置，在提前起爆的前提下促進(jìn)掏槽口的形成。直眼和斜眼兩種是最常用的掏槽方式，其中直眼掏槽普遍是適用于巖石硬度為中上度、斷面較小的巷道進(jìn)行掘進(jìn)，基于炮眼并沒(méi)有任何的角度便有助于控制整個(gè)施工操作的過(guò)程，且爆破完成后所產(chǎn)生的拋棄渣距離相對(duì)較小、爆堆集中分布，進(jìn)而運(yùn)輸起來(lái)十分方便，多個(gè)鉆機(jī)可以互不干擾地同時(shí)進(jìn)行工作，工作效率大大提升。然而，斜眼掏槽作為一種比較常見(jiàn)的方式，完全可以按照周?chē)鷰r石的性質(zhì)、作業(yè)面的實(shí)際大小進(jìn)行不同方式的選擇，以此便可以通過(guò)使用較少的炸藥和挖較少的槽孔來(lái)取得良好的效果。

4 光面爆破

光面爆破的顯著優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在能夠最大限度地確保開(kāi)挖作業(yè)的光滑、平整以及周?chē)鳂I(yè)面的穩(wěn)定。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，光面爆破通常在最后起爆，以此有助于與巷道的成形。通過(guò)在四周巷道的巖石上面多布置一些相對(duì)比較平行的小間距炮孔，然后一起引爆，進(jìn)而有助于將整個(gè)巷道的大致輪廓得到。

為確保良好爆破效果的取得，需要注意以下相關(guān)事項(xiàng)：在連續(xù)性裝藥的過(guò)程中對(duì)藥量進(jìn)行嚴(yán)格的控制；盡量使用那些爆炸速度低的炸藥，各個(gè)炮孔之間應(yīng)該保證一定的距離，不能過(guò)于緊密；為獲得最佳的爆炸效果，需要將所有的炮孔同時(shí)引爆。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的眾多學(xué)者都深入性地研究了中深孔爆破技術(shù)，相關(guān)的工程實(shí)踐、模擬實(shí)驗(yàn)以及理論等都有了長(zhǎng)足的發(fā)展。同時(shí)，隨著新學(xué)科的不斷引入，爆破技術(shù)在彈性、巖體、爆炸以及斷裂力學(xué)的基礎(chǔ)上逐漸獲得了更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。盡管當(dāng)下爆破技術(shù)中仍然存在著許多不能進(jìn)行量化考慮的因素和帶有明顯經(jīng)驗(yàn)性的公式，但是相信隨著科研工作的不斷深入，最終能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)爆破精度的有效控制。

參考文獻(xiàn)

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