中深孔爆破技術在鋁礦開采中的運用

胡忠勇

（西南能礦建設工程有限公司，貴州 貴陽 550081）

在鋁礦開采工作中，中深孔爆破技術指的就是孔距在4米以上的開采技術，是目前國內應用范圍最廣的爆破方式[1]。過去鋁礦穿爆部常采用連續裝藥結構進行爆破施工，炸藥主要集中在炮孔的中、底部，導致堵塞高度偏高，孔口產生大塊。為降低生產成本，減少大塊率，改善爆破效果，穿爆部決定改變裝藥結構，采用分段間隔裝藥技術進行中深孔爆破施工。穿爆部通過采用分段間隔裝藥的爆破施工技術，在不增加單孔藥量的前提下，有效的提高了裝藥高度，促使炸藥能量合理分配，不過于集中于炮孔中下部，上部巖體也能承受炸藥爆炸的直接作用，從而使炸藥能量得以充分利用，大大降低了孔口堵塞段的大塊率，改善了爆破效果，減少了生產成本。穿爆部始終堅持“生產必須安全”的原則，面對技術難題不急于求成而是穩扎穩打，通過現場實踐，統計分析，有針對性的制定最佳方案，確保爆破質量和南露天煤礦的安全生產。

1 中深孔爆破技術在鋁礦開采中的運用

中深孔爆破技術以其自身的實用性以及安全性在眾多爆破技術中脫穎而出，根據中深孔的爆破指標要求孔徑必須在275mm～300mm范圍內，并且其深度必須在5m～6m之間。在此基礎上，本文主要針對中深孔爆破技術在鋁礦開采中三方面的具體運用進行詳細闡述。

1.1 中深孔回采炮眼布置

利用中深孔爆破技術布置中深孔回采炮眼，采用后退式鋁礦開采的方式，通過三班采鋁，邊采邊準的作業方式，采用單體液壓支柱支護，正懸臂齊梁式支護，針對采空區回采處理方法是全部垮落法處理[2]。工作面回采炮眼布置用三花眼爆破，回采炮眼深度控制在每1.2m底眼間距1m；頂眼間距1m；回采炮眼與煤壁層面夾角控制在70°～80°之間；項板傾角控制在5°～10°之間，眼底距頂板控制在0.3m～0.4m之間，底眼俯角控制在10°～20°之間；封炮泥長度不小于0.5m。在鋁礦開采過程中，按照以上中深孔爆破技術規定的參數進行回采，能夠有效地提高鋁礦開采的工作效率。與此同時，鋁礦回采還要遵循一定的回采炮眼布置順序，可以通過由高到低的順序進行布置。需要注意的是，分段回采工作應超前下分段，并且必須將分段的距離控制在150m以上，避免兩段鋁礦開采工作出現相互影響的情況出現。中深孔回采炮眼的布置還應該結合鋁礦開采工作的實際地質情況，打眼爆破掛梁出鋁移溜支柱工作面上下出口采用4對8梁端頭支護，超前支護單體液壓支柱，雙排10m再回單排10m，壓力大時采用一梁兩柱支護。中深孔回采炮眼布置在預裂爆破時采梅花形布置方式，根據鋁礦巖石的特點合理選擇周邊眼間距及周邊眼的最小抵抗線，輔助炮眼交錯均勻布置，周邊炮眼與輔助炮眼眼底在同一垂直面上，掏槽炮眼加深10%。另外，輔助眼、內圈眼以及底板眼均比掏槽眼、周邊眼稀一些，而與掘進眼相比炮眼布置應該適當加密。回采炮眼的作用是將槽腔進一步擴大，為后續的爆破提供良好的臨空面條件，從而保證爆破效果。在擴槽眼適當加密的過程中，一旦內圈眼裝藥量過大或過于集中，均會引起圍巖的破壞，因此必須合理加密，使炸藥量能在內圈眼帶均勻分布，減小圍巖的爆破破壞。擴槽、掘進眼的爆破，有部分巖碴被拋出開挖面以外，還有部分巖碴堆積在底板上，增加了底板眼爆破的負荷，為克服這一現象及保證底部的爆破效果，底板眼也適當加密。它們的間距或抵抗線一般為掘進眼的80%左右。中深孔回采炮眼布置的原理必須在降低能耗成本的情況下，不斷提高爆破質量。致力于減少后續的工作量，因此，中深孔回采炮眼布置角度與爆破后必須形成的光包面平行，孔深超深為孔徑10倍～15倍，孔距為主爆孔孔距的0.4倍～0.6倍，孔距取鋁礦巖石最大值。這樣一來，鋁礦開采能夠在減少工作量的情況下，大大提高開采工作的安全性。

1.2 間斷不連續裝藥

本文采用間斷不連續裝藥技術，必須選取合適的裝藥間隔距離。如果間隔距離太小，則增加了裝藥過程的難度，降低生產效率；間隔距離太大，則提高了裝藥高度，減少了堵塞段長度，容易產生沖炮，存在安全隱患，且間隔段的大塊率也會大大增加。為此，穿爆部技術組進行多次實驗，發現孔內上、下段藥量比例為3∶7時，爆破效果最好。裝藥時應從下往上順序往每個炮孔裝藥，同時每個炮孔裝入一發起爆彈。間斷不連續裝藥示意圖，如圖1所示。

圖1 間斷不連續裝藥示意圖

按照圖1所示，在裝藥完畢后可以選用合適的填塞料對每個炮孔進行填塞。每個炮眼裝藥完畢，將所有導爆管尾端合并后與另外一發引爆導爆管金屬端連接并用膠布綁扎牢實。以鋁礦開采為例，此處巖性為硬巖，使用成品乳化炸藥，預裂孔由上至下共分三段裝藥，底部采用炸藥自重沉底方式，上、中部使用編織袋及指定長度繩索捆綁將炸藥懸空固定。預裂區逐孔起爆，孔外使用三段延期管連接，主炮區斜切小藥量起爆，同一排炮孔實現孔間微差，且預裂區先于主炮區起爆。通過運用間斷不連續裝藥技術，能夠通過提高藥柱高度，在極大程度上降低炸藥使用量以及并不必要的能量損耗，進一步提高鋁礦開采的工作效率以及質量。利用延長導爆索，延長爆炸氣體在炮孔內的作用時間，盡可能的降低在爆破過程中出現安全事故的幾率。通過乳化炸藥，增大爆炸氣體作用面積，從而減輕爆炸沖擊波對炮孔壁的破壞，也就是降低鋁礦介質的粉碎率。

1.3 切割巷布置和切割上山爆破

利用移動線盤從里向外放起爆線至規定安全地點，然后返回爆破地點將起爆線前端與起爆針連接牢實，并用膠布包扎防止短路；再將起爆針插入引爆導爆管尾端，確認完好后撤離至安全地點準備爆破[3]。運用中深孔爆破技術切割巷布置一般以鋁礦層的邊界為起始點，切割巷布置的具體方式主要包括三種，分別為：分鋁礦層布置水平大巷，就是在各可采鋁礦層中都布置水平大巷；集中布置水平大巷，就是只在鋁礦層最下部底板巖層或較堅硬的煤層中，并通過石門與上部鋁礦層連接；

分組集中大巷，就是根據各鋁礦層的遠近進行分組分別布置水平大巷，是前兩種方式的綜合，也是現在鋁礦層上普遍采用的一種布置方法。通過這種切割巷布置方法，能夠有效控制炮眼的深度，從根本上提高爆破的穩定性。

在實際進行切割上山爆破時，可以采用中深孔爆破技術中的分段爆破方式，利用毫秒雷管進行分段。分段依據主要是根據爆破的間距來確定段位，一般相差三段。除此之外，還有就是順序，可以在孔內全用瞬發雷管，這樣一來在節約成本的同時，更有利于對切割上山爆破的精確控制。考慮到切割上山爆破本身存在難度大、風險系數高的特點，必須根據爆破自由面的具體情況以及鋁礦巖石的可爆性，綜合設定炮眼位置。因此，本文建議采用以切割平巷作為爆破自由面，按照加密扇形進行切割巷布置。運用中深孔爆破技術，通過對炮眼布置進行加密處理，在爆破后能夠達到預期效果，減震作用明顯。預裂區在巖體中超前形成一貫穿裂縫，有效反射和吸收隨后起爆的主炮區應力波，起屏蔽作用，最大限度的減少對主炮區的破壞，而主炮區斜切起爆同比排間起爆，微差分段數大大增加，且一次起爆量少，極大的降低了爆破地震效應。

2 結語

通過對中深孔爆破技術在鋁礦開采中的運用研究，可以相信將中深孔爆破技術應用于鋁礦開采工作中，可以取得良好的效果。不僅能夠提高鋁礦開采的效率，還可以在極大限度上減少鋁礦開采的難度，從而提高鋁礦開采的經濟效率。但考慮到目前我國針對中深孔爆破技術在鋁礦開采中的運用不夠成熟，因此，必須進一步加大對中深孔爆破技術的研究投入。希望可以通過技術優化，突破中深孔爆破技術中存在的阻礙，在降低由于鋁礦開采對生態環境造成污染的同時，進一步促進我國鋁礦開采事業的蓬勃發展。