鳳凰銀礦扇形深孔爆破參數優化與應用

蒙少明

摘要：鳳凰銀礦地下采區采用無底柱分段崩落法深孔爆破，為改善爆破效果，穩定生產進度，根據礦山采區的實際地質特性與開采現狀，針對性地對采區扇形深孔爆破參數進行了優化，加大了爆破規模，針對性的設計了爆破網絡，應用到180中段10-12采場之間的Ⅰ-①、Ⅰ-②礦體，實驗表明：采用優化后的爆破參數后，礦石大塊率明顯降低，爆破有害效應得到有效控制，保證了礦山安全持續穩定的生產。

Abstract： In order to improve the blasting effect and production progress， according to the actual geological characteristics and mining status of the mining area， the fan-shaped deep hole blasting parameters in the mining area were optimized， and the blasting model was increased， which was applied to the I-① and I-② ore bodies between 10-12 stopes in the middle section of 180. The experiment shows that： in order to improve the blasting effect and improve the production progress， the fan-shaped deep hole blasting parameters in the mining area were optimized after the optimized blasting parameters， the ore block rate is obviously reduced， and the harmful effect of blasting is effectively controlled， which ensures the safe and stable production of the mine.

關鍵詞：地下開采;扇形深孔爆破;爆破網路;爆破參數優化;礦石塊度

Key words： underground mining;fan-shaped deep hole blasting;blasting network optimization of blasting parameters;ore fragmentation

中圖分類號：TD235? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）10-0148-03

0? 引言

無底柱分段崩落采礦法廣泛應用于我國的金屬礦山開采[1]，該采礦方法是鳳凰銀礦目前主要的采礦方法，爆破施工是回采工藝中重要的環節，隨著回采深度的不斷增加，開采難度加大，礦山生產效率降低，如何運用現有技術條件，研究優化爆破設計方案并應用對于該礦山具有重要的意義。

1? 工程概況

1.1 采區基本情況

鳳凰山銀礦位于廣西隆安縣境內，該礦塊上部230中段已有兩條沿脈巷及3條穿脈控制，上部礦體基本探明，為兩條礦體，底部為①號礦體，頂部為②號礦體，中間夾石厚度平均約7.3m;下部180中段也有兩條穿脈控制，但均只見一條礦體，為①號礦體，預計②號礦體往下延伸已與①號礦體交匯。該采場東邊12-14采場已經采空;上部230-10-12采場也已經采空，但留有底柱（漏斗）;西邊和下部都還未開采。該采場東至12號勘探線，西至10號勘探線，走向長度約50m，從180.7m標高至231m標高高約50m。目前，正在對180中段10-12采場之間的Ⅰ-①、Ⅰ-②礦體進行采掘。

1.2 原爆破工藝及主要存在問題

該采場自東部10號勘探線切割槽往12號勘探線后退式所有分層同時回采落礦，落礦方式為2#巖石乳化炸藥暴力落礦;回采時，在鑿巖巷道內采用75鉆機向上打扇形中深孔，最小抵抗線1.5m，孔底距1.0-1.4m，每次爆破2-4排炮孔，采用裝藥機裝藥，用毫秒非電導爆管微差多排擠壓爆破落礦。主要存在的問題如下：

①爆破規模小，循環爆破施工進度慢，生產效率低。

②爆破時出現盲炮和拒爆現象較多，爆破危害性較大。

③爆破頻次高，施工安全隱患較大。

④巖石破碎，炮孔布置難度大，礦石易出現塌落。

⑤孔排距過密，爆破較破碎，無法達到二次擠壓碰撞破碎、爆破后礦石貧化率大。

鑒于上述問題，為保證礦山安全高效穩定地進行生產，針對采區的實際地質條件及開采現狀，對爆破開采這一重要環節進行了深入的優化設計。

2? 爆破設計

2.1 爆破參數

2.1.1 炮孔直徑

采場崩礦的炮孔直徑的選擇對回采工作有重要影響，合理的炮孔直徑有助于提高爆破效果，考慮到該礦山使用的鑿巖設備、礦體賦存條件、礦巖性質等因素等，炮孔直徑選用75mm。

2.1.2 炮孔深度

布孔原則如下：

①先布置控制爆破范圍的炮孔，后布置其他炮孔，力求布孔均勻。

②孔底至采空區、巷道、硐室等自由面應保留一定距離，以免穿透影響爆破效果。

③在松軟礦石中，應按預定開采邊界布孔;在堅硬、難爆礦體中，應考慮適當的超深，以減少貧化和損失。

根據目前鑿巖巷道的位置，再根據扇形孔排距，確定各排扇形孔在鑿巖巷道或鑿巖天井中的排面位置;然后在扇形孔排面上作礦體剖面圖，根據礦體斷面形狀布置各個炮孔[2-6]，炮孔布置示意圖如圖1所示。

本次爆破設計在180-10-12采場第二層炮孔深度為4-13m，第三層炮孔深為5-15.2m，第四層炮孔深為5-10.6m。

2.1.3 最小抵抗線

原爆破工藝最小抵抗線W=1.5m，考慮到該采場為脆性巖石，同時綜合考慮原爆破工藝的爆破效果，為改善崩落礦石的過度粉碎這一實際情況，降低礦石貧化率，本次爆破最小抵抗線W取1.4m。

2.1.4 孔底距、排距

180-10-12采場采用向上垂直扇形炮孔，用孔底距表示炮孔的密集程度。炮孔的直徑選取是75mm，為使炸藥在礦石中分布的更加均勻，提高炸藥的利用率，在排面上將炮孔布置較原爆破工藝相對稀一些，同時考慮到降低大塊的產生，將前后排炮孔錯開布置。取密集系數m=1.1，孔底距a=mw=1.1*1.4=1.54m，本次爆破孔底距實取a=1.5m，排距b=1.4m。

2.1.5 爆破規模

根據目前采區的實際情況，考慮到礦山的生產進度計劃，本次爆破相比以往加大了爆破規模，擬對180-10-12采場第二層布置10排炮孔，第三層布置12排炮孔，第四層布置11排炮孔。

2.1.6 單位炸藥消耗量

單位炸藥消耗量的選取應綜合考慮巖石的可爆性、選用炸藥的品種、自由面條件、爆后礦石塊度要求等因素。180-10-12采場巖層較破碎，節理裂隙發育，結合該礦山以往的生產資料，本次爆破單耗實取q=1.1kg/m3，因采場各層高度不一樣，排間、層間炮孔深度不一樣，實際單耗有略微差別。

2.1.7 單孔裝藥量

在計算單孔裝藥量時，首先對打好的炮孔進行驗收與準確量測，一般先求出每排扇形孔的裝藥量，再計算出每排炮孔總長度與填塞長度，得到延米裝藥量，根據每個炮孔不同的長度計算出單孔裝藥量[7]，單排孔裝藥量為：

式中，Q為每排炮孔的總裝藥量，kg;

q為單位炸藥消耗量，kg/m3;

W為最小抵抗線，m;

S為每排深孔設計的崩礦面積。

180-10-12采場第二層延米裝藥量為2.94kg/m，第三層延米裝藥量為3.19kg/m，第四層延米裝藥量為3.06kg/m。

2.2 裝藥結構

本次爆破設計采用連續耦合裝藥，較原爆破工藝，本次爆破孔內增加了導爆索，裝藥時，先將導爆索插入孔底，高段位毫秒導爆管雷管裝在炮孔中下部位或者置于深孔裝藥的中部，深孔裝兩發高段位雷管，根據設計裝藥量進行裝藥，導爆索孔口外留出30-50cm，裝藥結構示意圖如圖2所示?？卓诙氯s1-2m。為實現礦石均勻破碎，在兩個相鄰炮孔一個炮孔堵塞2m左右，另一個炮孔堵塞到1m左右。

2.3 爆破網路

原爆破工藝采用的是導爆管雷管起爆網路，考慮到本次爆破規模大，孔排數多，為保證傳爆的穩定性及降低盲炮率，本次設計采用導爆索-導爆管雷管混合網路。孔內采用第1毫秒系列15段毫秒導爆管雷管，為提高爆破擠壓效果，第二層與第三層的第1排與第2排形成一簇、第3排與第4排形成一簇，改單排起爆為雙排起爆;其余各排各形成一簇，單排炮孔孔口的導爆索采用T形結進行連接，單排連接導爆索一端用1發15段毫秒導爆管雷管引爆，單層排間采用2發毫秒3段導爆管雷管將各束串聯;考慮到整個爆破網路規模較大，為確保網路傳爆安全以及控制爆破振動，嚴格控制單段最大起爆藥量，設計在第三層、第四層增加了孔外傳爆延時接力雷管，單排炮孔間網路連接示意圖如圖3所示，排間、層間爆破網路連接示意圖如圖4所示。

3? 爆破振動監測

因本次爆破規模較大，為了驗證本次爆破設計分段延時的合理性，同時將實測的數據反饋到后續的爆破設計中，本次爆破在礦山的重要設備及主要巷道共布置了兩個測振點，測振儀器采用的是中科測控TC-4850測振儀，1號測振點布置在發電機房旁，2號測振點布置在主平硐中部。

爆后收集儀器振動數據，1號測振點爆破振動峰值速度為0.62cm/s，2號測振點爆破振動峰值速度為1.29cm/s。兩個測振點的爆破振動峰值均低于《爆破安全規程》（GB6722-2014）規定的爆破振動安全允許值，證明了本次爆破產生的振動沒有對礦山的重要設備及主要巷道的安全造成影響。

4? 爆破效果

經爆后檢查，本次爆破區域內未發現盲炮，各排炮孔按爆破設計依次起爆，主要巷道圍巖穩定，支護完好;在陸續的出礦中，礦石較之前大塊率顯著降低。

5? 結語

根據鳳凰銀礦180中段10-12采場的礦巖特性并結合開采現狀，經過仔細的實地勘察與研究，針對性地對該采場扇形深孔爆破參數進行了全面的優化，結合礦山的生產進度計劃，在確保安全的前提下，適當加大了爆破規模，合理優化設計了一系列的爆破參數與爆破網絡。現場實踐表明，采用本爆破設計應用到180中段10-12采場第二、三、四層礦層進行回采，爆破質量方面，大塊率明顯降低;爆破網路方面安全可靠，未發現盲炮;礦山生產進度方面，因設計爆破規模加大，一次崩礦量較大，保證了礦山未來一定時間內出礦量穩定，并且減少了爆破施工循環作業時間，一定程度上節約了開采成本;爆破安全方面，現場實測兩組爆破振動數據，均在安全范圍以內。本次具有針對性的爆破設計給礦企取得了較好的經濟效應。

參考文獻：

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