關于礦山一次爆破成井技術與應用探討

雷 成，孫海帝

（湖南柿竹園有色金屬有限責任公司，湖南 郴州 423037）

本文介紹“一次成井”選擇柿竹園多金屬采礦場570--586分層西部K6處施工切割井，天井高度12.0米；并從鑿巖至最終起爆后，爆破效果良好。現階段在514—470分層P4C0處施工溜井，天井全高貫通43.5米，受孔偏率影響對工藝改造進行控制。前期514分層、490分層、470分層施工天井聯絡硐室，采用分段鑿巖分段爆破一次成井。

1 爆破方案

（1）具體方案。為了改變傳統爆破成井技術中安全性低，施工強度大等問題，綜合分析了國際上先進的天井掘進施工建設經驗，結合此次施工的現場實際情況，決定選擇570分層西部K6處天井實施，天井高度12.0米。設備采用QZJ100B型潛孔鉆機 1臺 鉆孔直徑110mm，YGZ90型鉆機 1臺 鉆孔直徑65mm。整個施工過程中，為項目制定了明確的階段性目標，即施工一次成井較普通成井法施工天井臺效率提高百分之十、成本降低百分之十、施工一次成井高度最高可以達到十二米[1]。3個空孔不裝藥,孔深12.0,其它15個裝藥孔,孔深12.0。一次爆破達到設計深度。首先施工掏槽孔,然后施工空孔,最后施工周邊孔。孔深施工12米,與上水平不透。

（2）起爆順序與起爆網路。為了保證一次成井爆破的效果，對雷管延期時間的選擇必須慎重與合理，給巖石預留充分的移動時間，以保證施工安全性。在經過相關公式的準確計算后，選擇一段至十段新型非電毫秒雷管，孔內設置延期起爆，在結合了國家相關規定的基礎之上，結合以往的相關施工實驗案例，檢測施工現場有毒有害氣體濃度小于國家規定值，得出此次爆破施工方案切實可行。引爆雷管的過程中，隨時進行有毒有害氣體濃度的檢查，控制有毒有害氣體濃度在安全范圍，同時加強爆破施工現場的通風[2]。

炸藥在填塞過程中需要滿足以下幾個條件，首先距離間隔必須大于每個炸藥的粉碎圈半徑，以免爆炸過程中兩個炸藥的共同作用對同一區域的巖石產生不良影響，其次是在填塞過程中不能使炸藥受到外力的作用。

（3）安全管理措施。一次爆破成井技術中的安全管理措施主要根據鉆孔工藝、裝藥爆破和排矸支護三個方面進行。在鉆孔工藝施工過程中，對機械與工藝的選擇決定了成井的成本和成井的工作效率，同時也影響施工過程中的安全性，目前在礦山的一次爆破成井施工過程中，可供選擇的機械有地質鉆機、探水鉆機以及井下潛孔鉆機，這些機械都能滿足施工過程中對全深度炮孔的需求，將其與施工安全性結合起來，得出機械鉆孔的施工過程中應滿足以下幾個條件：首先開孔定位精確，其次炮孔偏斜率必須滿足施工需求，最后施工過程需要根據巖石的性質與特征進行。裝藥爆破過程中需要確定爆破安全距離，經過分析計算爆破地震波的危害半徑為四百八十米,根據現場實際情況,爆區周邊五百米內沒有受影響的建筑物,但考慮到爆破可能會產生飛散物,因此,爆區周圍三百米內的機械、設備要撤離,對爆區周圍三百米到五百米內的機械、設備采取防護措施。對實驗場地周圍的地壓進行計算可以保證排矸支護過程中的安全性。爆破過后的現場需要進行封鎖，無關設備和其他人員嚴禁出入，保證排矸支護施工過程中的穩定性，確保施工安全。

同時，爆破工作之間還應采取有效的措施預防爆破地震，保障爆破地點周圍巷道的穩定性，主要方式有：毫秒電雷管的間隔大于25ms，這樣能分離震動波形，減弱爆破地震相應；采用不偶合緩沖裝藥結構的周邊眼，不偶合系數為四，能減小孔壁上的應力；結合施工地點的實際情況，對爆破現場周圍的巷道進行提前加固處理，提高其對外力的抵抗能力。

最后，預防拒爆、早爆問題也是提高爆破過程中的重要安全管理措施，主要方法有：采用“三同”雷管和質量好的炸藥,并用數字萬用表測量雷管電阻；用數字萬用表測量網路電阻；接線牢固,隨時用砂紙擦去接頭的氧化物；接線后最好用膠布將接頭包扎好,以防增大網路電阻和接觸巖；為防止管道效應,所有塑料管裝藥都要有導爆索串聯；認真檢查起爆器質量,并事先作電爆網路模擬試驗。

2 成果與分析

綜合天井掘進爆破施工實驗分析，實驗過程中主要存在以下幾種難點工作， 由于鑿巖器械普遍存在鑿孔偏斜率，降低了爆破一次成井的鑿孔質量，從而限制了爆破一次成井鉆孔深度。特別是鑿孔深度較大時（此次鑿孔分段高度22.7米），經常出現孔底鉆孔相互貫穿或者造成孔底抵抗線的大幅增加，限制了深孔一次成井的高度。在鑿巖設備的選擇上，利用QZJ100B型潛孔鉆機施工存在鑿孔偏斜率的問題，主要表現在：受巖石堅固性系數的影響，堅固性越高的巖石產生偏斜率的幾率越大；潛孔鉆立柱偏斜；潛孔鉆槽鋼打鉆過程中擺動；潛孔鉆鉆桿及沖擊鉆打鉆過程中擺動等，針對這些施工難點提出的解決措施是：首先在QZJ100B型潛孔鉆機的立柱和槽鋼之間再加一根橫臂固定槽鋼不擺動。其次在槽鋼上加一個卡銷定位裝置，將鉆桿固定在槽鋼上，控制鉆桿擺動范圍。最后在鑿孔10米后，施工人員需控制好風壓，利用沖擊鉆自然垂體的作用減速鑿孔，以提高鑿孔精度。最終，570分層零盤區K6巷切割井一次成井爆破已完成，爆破效果良好。為后期零盤區切槽回采創造了條件。

3 結語

綜上所述，天井掘進是掘進工作中最困難的一環，普通法掘進天井勞動強度大，作業條件差，安全性低。最經濟實用的掘進方法是爆破一次成井。

參考國內外相關爆破理論和爆破成井資料，綜合運用理論分析、現場實驗的方法與手段，對中深孔爆破一次成井技術開展系統與深入的研究，在施工過程中分析機械、施工方法、施工參數以及施工現場的實際情況，明確起爆順序與起爆網路，做好爆破安全施工管理工作，可有效解決普通掘進天井方法帶來的弊端和隱患，提高施工安全性，促進礦山一次爆破施工成井施工技術的發展。