現場混裝乳化炸藥在大塘礦巷道掘進爆破中的應用

劉志堅

（甕福集團有限責任公司甕福磷礦，貴州 福泉 550500）

1 BCJ-2000型井下現場混裝乳化炸藥車特點

BCJ-2000型井下現場混裝乳化炸藥車是為井下礦山開發設計的型號，除了具有混裝炸藥價格便宜、安全、配方簡單、計量準確、裝藥效率高等優勢外，還具有如下特點：①乳化系統有了重大改進。乳膠基質在地面站制備，基質裝在基質料倉里，微量元素經混注器與基質一起輸出，在出口處經靜態混合器將微量元素和乳膠基質混合，輸至炮孔數分鐘后發泡形成乳化炸藥[1]。②控制自動化。在電腦控制盤上設置輸入炮孔的裝藥量，按下啟動按鈕，各系統自動運轉，有關工藝參數自動跟蹤，并顯示在顯示屏上。③進行了個性化設計。本車的技術參數，可以根椐用戶特殊要求，進行專項設計。④增加安全措施。螺桿泵具有超壓報警停機，缺料報警停機等功能。⑤選用了BJ5089XXY-FA北汽福田汽車底盤，發動機功率105千瓦，動力性能強。⑥兩側面采用全開式,有利檢查與維修[2]。

2 現狀

大塘礦段位于白巖背斜東翼中段，礦體邊界平整、結構簡單、構造破壞小、厚度變化小，礦層產狀與巖層產狀基本一致，呈層狀、單斜、陡傾。首采1130中段，2018年8月開始1060中段開拓巷道的施工[3-5]。巷道掘進掏槽方式為平行空孔直線掏槽，采用人工裝藥方式進行爆破，炸藥選用2#巖石乳化炸藥，雷管選用普通毫秒延期導爆管雷管。鉆孔深度3m，每循環爆破進尺2.5m,炮孔利用率僅83%，爆破效率低，嚴重影響了開拓工程的施工進度。

3 現場爆破應用

3.1 實驗場地選擇

實驗場地選在1060中段北盤區斜坡道掘進工作面，斷面尺寸4.95m×3.932m，斷面面積18.49㎡，巖性為淺灰、灰白色厚層狀細至中晶含磷白云巖、白云巖，巖石堅固系數f=10—14。孔深3m，空孔直徑120mm，炮孔直徑50mm，每個炮孔使用一節0.3kg的2#巖石乳化炸藥作為炮頭。

圖1 人工裝藥炮孔布置平面圖

3.2 爆破參數計算

現場混裝乳化炸藥密度1.18g/cm3，爆速4225m/s。為保證施工進度，在現有的掘進斷面、炮孔深度、炮孔直徑、掏槽方式不變的情況下，需對其他爆破參數重新設計。

（1）一個循環的總裝藥量Q=qSLbη

式中q—單位炸藥消耗量，依據工程類比法，取q=2.4kg/m3；S—巷道掘進斷面面積，取S=18.49㎡；Lb—炮孔平均深度，取Lb=3.0m；η—炮孔利用率，取90%。

計算得Q=2.4×18.49×3.0×0.9=119.82kg

（2）炮孔數目

周邊孔數目N1=(BL-B)÷a+1

式中BL—巷道斷面開挖周長，取16.06m；B—巷道掘進寬度，取4.95m；a—周邊孔平均間距，取0.5m。

計算得N1=(16.06-4.95)÷0.5+1=24個

計算炮孔總數目N=N1+N2=48個。

3.3 爆破參數優化

通過兩個月的現場實驗，根據爆破效果來調整、優化計算所得的爆破參數，最終選定合適的爆破參數，見表1。

表1 根據爆破效果調整、計算所得的爆破參數

4 技術經濟指標對比

以大塘礦1060中段北盤區斜坡道掘進爆破100m為例分析技術經濟指標，統計材料消耗、人工消耗、穿孔爆破時間等因素。經核算，使用現場混裝炸藥爆破成本比人工裝藥爆破綜合成本節約198.3元/m。

5 結語

通過對現場混裝乳化炸藥在大塘礦巷道掘進爆破中應用實驗結果分析，對比人工裝藥，在爆破效果相當的情況下，混裝乳化炸藥具有以下優點：①鉆孔從57個減少至52個，每循環節約鉆孔時間12.5%；②爆破綜合成本節約198.3元/m；③應用現場混裝乳化炸藥車提高了爆破作業效率，爆破作業時間從60分鐘減少至45分鐘，極大降低人員勞動強度，每循環可減少一名作業人員，實現了機械化換人、自動化減人的目的；④掘進進尺從2.5m提高到2.9m，效率提高16%，實現了兩天三輪爆破，施工工期縮短20%。在實驗中，現場混裝炸藥雖存在炸藥單耗偏高，不耦合裝藥系數的影響有待深入的問題，但優勢明顯，可根據具體礦山條件推廣應用。