改進炮孔布孔方式在立井掘進中的應用

張 虎，李 強，王 成，楊曉東，許道學

（1.赤峰柴胡欄子黃金礦業有限公司，內蒙古 赤峰 024039；2.山東黃金集團中華礦業事業部運營管理部，山東 濟南 250000）

目前我國礦山立井基巖石段工程的掘進深入，還是依靠爆破達成的，這種情況下的爆破作業大多是采用鉆眼的辦法，現有的傳統鉆研的爆破大多是半經驗、班理論的進行爆破參數設計，通過星型布孔來展開爆破作業，但這種情況下，會出現首次爆破后，掏槽腔內充滿松動的巖石，這會直接影響到炮孔底部演示的破碎情況，會導致底部破碎質量差或者只是產生裂縫，并未達到破碎的目的。為了有效提高爆破效率，提高破壞循環進尺，許多研究人員都在進行爆破效率方面的研究，本文我們將從柴胡欄子金礦的實際情況出發，在通過改炮孔布控方式的提高來的意思，達成礦井的掘進速度以及生產效率[1]。

1 工程概況

赤峰柴胡欄子金礦位于內蒙古境內，建于1983年，到現在已開發生產三十余年，目前淺層易開礦層已幾乎開發完畢，公司采礦工作逐步向深度和兩側發展，但由于柴胡欄子金礦的蝕變片巖+次級褶皺+閃長玢巖的特殊地質條件，在下掘豎井時所通過的地層巖體情況變異性大，傳統的的掏槽爆破的布孔方式在巖層硬度，大于9時，則效果很差，這時候如果不改變爆破方法，則工作效率無法提升，破壞進尺無法快速增加，會直接影響到底層特別是堅硬巖石層的生產開發工作。要改變這一情況，提高開采效率，我們就需根據柴胡欄子金礦的不同硬度的巖體而采用不同的豎井掘進方法。

2 現有炮孔布控方式的問題分析

在目前的立井施工過程中常采用楔（錐）形掏槽方法，這種爆破掏槽技術直接決定著爆破率，該方案主要是通過星型布控的方式，在中央布置10個錐形掏槽孔，孔間距618mm，掏槽孔深4.5m，掏槽孔的最內圈的傾角為85°進行爆破，在該方案下，新探礦豎井掘進每月的進尺能達到80m左右。但事實證明，該種掏槽方式在掘進中等硬度以下的巖體時，效果相對比較好，但是隨著炮孔深度的增加，巖性會越來約堅硬，由于堅硬巖體的夾制作用大，這時候的抗爆作用會大大增強，會出現炮孔底部巖石不破碎而留下殘孔，這樣以來不僅會降低炮眼利用率，還會嚴重制約了豎井掘進的工期[2]。

3 改進后的布控方式設計

針對以上問題，經理論分析和在柴胡欄子的現場實際應用，再經反復調整后，我們提出以下能夠明顯提高爆破進尺，改善堅硬巖體的夾制性作用，提高開采速度、節約時間的改進布孔方案，本方案根據巖石堅固性不同，做了不同的改進，具體如下：

（1）當巖體堅固系數為6-9時

巖體堅固性系數為6-9時，仍然采用錐形掏槽方法，但在具體實施過程中進行如下技術改進：

①提高掏槽孔與周邊孔的深度比，掏槽孔深度繼續保持4.2m的深度，但周邊布孔深度改變，從傳統的4.2m降低為4m，使掏槽孔與周邊孔由原本的水平變成有一定的深度比；②改變錐形炮孔的角度，在傳統的掏槽孔傾角為85°，改進后則由固定值變為漸變值，將掏槽孔的最內圈的傾角改為80°，外圈改為85°，然后，逐漸過渡到90°，呈現一個傾斜角度越來越大的趨勢；

③在最內圈豎井斷面中心增加1個孔，正常裝藥爆破。

（2）當巖體堅固系數為9-12時

當巖體的堅固性系數為9-12時，巖體硬度相對提高，這時候為了保證錐形掏槽的效果，則不再采用錐形掏槽方法。為了更大的增大爆破自由空間，我們將錐形掏槽法改為桶形掏槽方法。具體方案如下：

①提高掏槽孔與周邊孔的深度比，和巖體堅固系數為6-9時保持一致，采用掏槽孔深度4.2m，周邊布孔深4m的方式；

②錐形炮孔的角度，和上述錐形炮孔一樣，采用第一圈（最內圈）80°，第二圈85°，第三圈90°的方式；

③同樣在最內圈豎井斷面中心增加1個孔，正常裝藥爆破；

④最內圈半徑縮短，半徑由1m改為0.8m；

⑤內圈炮孔數相對減少，由10個調整到8個；

⑥改變內圈與外圈的間距，第1-2圈的間距改為0.3m。第2-3圈的間距調整為0.6m。

通過以上炮孔布的改變，我們通過實踐發現這樣有著非常明顯的效果，新探礦豎井的掘進能力相比傳統有很大增強。以柴胡欄子金礦新掘豎井的實際情況為例：柴胡欄子金礦新掘豎井深度一般設計為798m，傳統的爆破方式每月進尺為80m左右，要完成豎井建設工程，無意外的情況下要10個月完成。

但采用新的豎井快速掘進施工方案后，每月進尺為100m～110m，豎井施工的速度提高30%，要完成798米的豎井挖掘，則只需要7.6個月，比原計劃縮短兩個半月，這極大的提升了工作效率，縮短了豎井建設的時間，能使其快速達產。由此來看，采用新的布孔方法能極大的提高礦場生產的間接經濟效益。

4 結語

實踐證明，在特硬巖井筒掘進爆破中，采用改變后的錐形+桶形掏孔的方式是最有效的，但目前我們還只是在柴胡欄子金礦進行了應用，對于其他礦場的開采是否能達到效果，還需要進一步的試驗、研究，只有根據具體情況進行具體分析，才能探索出最為合理的布孔方案。