立井液體乳化炸藥機械化裝藥施工技術研究

摘要： 本文以KZVCM豎井項目為例， 研究了立井液體乳化炸藥機械化裝藥施工技術。分析了技術特點、 適用范圍、 工藝原理、 工藝流程、 操作要點、 材料與設備、 質量控制、 安全措施、 環保措施、 效益分析， 并列舉了應用實例。希望通過立井液體乳化炸藥機械化裝藥施工技術的研究， 為礦山建設提供參考和借鑒。

關鍵詞： 立井； 裝藥機； 液體乳化炸藥

DOI：10.12433/zgkjtz.20241147

KZVCM豎井項目于2021年8月5日進入基巖段鑿井， 使用鑿巖爆破方式進行井筒下掘作業， 由現場中方人員進行鑿巖作業， 由哈薩克斯坦爆破公司進行爆破作業， 火工器材由爆破公司購買、 運輸、 存儲和使用。2021年8月至10月， 使用卷裝乳化炸藥進行井筒爆破作業， 爆破后存在較多的盲炮、 啞炮， 爆破效率低下， 爆破后大塊產出率高等問題， 自2021年11月開始使用液體乳化炸藥進行井筒爆破作業。

VCM立井設計井深742.6m， 凈直徑7m， 井深0～80m為鋼筋混凝土結構， 其余段為素混凝土結構， 混凝土厚度分別為500mm和450mm， 混凝土強度為B30。

一、 技術特點

一是機械化程度高， 可以提高工作效率， 降低工人的勞動強度。

二是容易裝填， 散裝炸藥產品的炮孔裝填流暢均勻， 不同于包裝好的炸藥產品， 在手工裝藥時會出現藥包卡孔現象。

三是節約成本。與傳統的藥卷裝藥方式相比， 散裝炸藥的耦合性明顯提高， 可以改善孔網參數的設置， 減少炸藥的使用量， 節約成本。

四是使用液體乳化炸藥進行井筒爆破， 可提高爆破效率， 減少盲炮和啞炮， 減少大塊產出率。

五是通過使用裝藥機內的計量泵， 可以準確控制每孔裝藥量和總裝藥量。

二、 適用范圍

立井井筒爆破作業、 巷道掘進爆破作業、 硐室掘進爆破作業、 井下采礦爆破作業。

三、 工藝原理

在立井作業面， 使用XFJD6.10型六臂傘鉆， 按照爆破護照設計參數鉆孔。鉆孔結束后， 使用長度為5m的銅質吹風管清理鉆孔。

使用卷揚機將液體乳化炸藥（Emulsion）和裝藥機（Miniloader 1077P）下放到井底， 并將裝藥管路連接至裝藥機， 按照爆破護照內的每孔裝藥量裝藥。裝藥結束后， 提升吊盤到爆破安全距離， 開始連接起爆網絡， 連線后進行爆破前警戒、 安全確認工作， 再使用起爆器起爆。爆破結束后， 通風30min后驗炮。

四、 工藝流程和操作要點

（一）工藝流程

鉆孔→吹孔→下放裝藥機→裝藥→連接起爆系統→裝藥機升井→起吊盤→安全確認→爆破。

（二）操作要點

1.鉆孔

根據巖石性質和爆破效果及時調整布孔參數， 布孔圖如圖1所示：

鉆孔總數110～130孔， 孔距500～700mm之間， 掏槽孔兩圈， 第一圈9個孔， 第二圈12個孔， 孔深5200mm， 角度83[°]。

2.裝藥機入井和升井

裝藥機名稱： Miniloader 1077P

使用提升機將裝藥機懸吊入井， 使用12噸吊具和12噸卸扣懸吊裝藥機， 裝藥機入井后， 啟動提升機將裝藥機放入井底， 直至裝藥結束后將裝藥機提升到地表。

提升孔直徑為2050mm， 吊盤鋼絲繩間距2480mm， 均大于裝藥機的長度， 裝藥機可以入井。

3.吹孔

使用5m長的銅質吹風管連接高壓風， 將孔底的碎矸石和水吹出孔外。

4.裝藥

起爆藥使用Magnum卷裝炸藥， 雷管使用導爆管雷管。

主爆藥使用調制后的液體乳化炸藥， 由爆破公司將調制液體乳化炸藥的各種原材料運輸到現場分開存儲； 井底裝藥前， 將液體乳化炸藥調制好裝入裝藥機內。

裝入裝藥機的成品液體乳化炸藥隨裝藥機同時入井， 達到井底后， 懸吊在吊桶下方， 將高壓風管與裝藥機上的風泵連接， 裝藥管與裝藥機炸藥出口連接， 操作裝藥機開關箱， 控制裝藥機啟停， 通過裝藥機上計量泵控制每個孔內的裝藥量， 如表1所示。

5.連線爆破

使用裝藥機裝藥前， 先將起爆藥卷和導爆管雷管安裝好放入孔底。裝藥結束后， 將裝藥機提升至地表， 開始連接起爆系統， 起爆系統如圖2所示：

連線結束后， 裝藥人員全部升井， 將吊盤升至離井底60m的位置， 井下人員全部升井， 地表進行警戒、 查驗人數后， 起爆。

五、 材料與設備

主要設備、 材料如表2所示：

六、 質量控制

（一）執行規范、 標準

1.《爆破安全規程》（GB 6722-2014）。

2.《民用爆炸物品安全管理條例》國務院令第466號。

3.KZ當地法律法規。

（二）質量控制措施

1.施工前， 編制標準作業程序SOP， 并對作業人員進行安全、 質量技術交底， 使其掌握工藝技術要求及有關注意事項。

2.施工前， 進行安全質量技術交底培訓， 作業人員應熟知當班作業內容和作業參數。

3.成立以項目部經理為組長的質量領導小組， 嚴格落實各級質量管理職責， 并認真考核。

4.出臺項目部質量管理辦法， 對工程質量進行考核。

5.在使用測量儀器之前， 應將其送交具有檢定資質的單位檢定， 各項精度指標符合規范要求后方可使用。

6.設備使用前進行檢查、 試機。

七、 安全措施

1.嚴格執行項目部制定的安全規則。

2.作業前， 必須就SOP和風險評估與工人進行討論。

3.所有人員下井前， 必須使用適當的PPE并攜帶自救器。

4.作業前， 必須填寫SLAM。

5.鑿巖作業必須佩戴防塵口罩。

6.入井作業前， 必須仔細檢查幫壁圍巖狀況， 及時清掃浮石。

7.所有在吊盤的人員必須按規范使用安全帶。

8.爆破作業人員必須取得作業資質和作業許可。

9.所有參與爆破作業的人員必須取得任命。

10.炸藥和導爆管禁止混裝運輸， 禁止混裝入井。

八、 環保措施

（一）執行標準

哈薩克斯坦國家及屬地政府有關環境保護的其他法律、 法規 。

（二）環境保護措施

1.廢棄油料嚴禁亂倒、 亂放。

2.所有作業人員入井后必須佩戴防塵口罩。

3.施工產生的廢水， 必須經污水處理廠處理后， 才可排入礦區指定的排水點。

4.每天作業結束后， 相關鑿巖裝藥設備、 設施須清理干凈、 擺放整齊。

九、 效益分析

通風罐籠井在井深150m后的掘進工作采用上述技術， 實現了安全、 優質施工目標， 取得了良好的經濟和社會效益。

（一）經濟效益

該技術使用1臺裝藥機作業， 使用液體乳化炸藥， 提高了爆破效率， 爆破進尺由4m提高到4.8m， 每月可提高成井進尺： 20×0.8=16m。

（二）社會效益

通過該技術， 在主鑿井階段的爆破作業中， 有效地解決了井底盲炮的問題， 消除了因此產生的安全隱患。爆破后， 大塊產出率顯著下降， 抓巖速度顯著提升， 每循環出渣時間縮短了25%左右。爆破效率由原來的不足80%提高到了95%以上。井筒正規作業的循環時間也由原來的平均52小時/循環降低到平均36小時/循環， 有效提高了鑿井質量和成井速度， 得到業主的一致認可。

該技術簡單、 易操作， 安全系數高， 可普遍推廣應用于立井掘進、 巷道掘進和礦石回采。

十、 應用實例

實例一：

KZVCM豎井鑿巖爆破及該豎井-330m馬頭門和-400m馬頭門掘進均采用該技術施工。通過應用該技術， VCM豎井于2022年11月25日安全、 高效掘砌到底。

實例二：

哈薩克斯坦境內的DONSKOY鉻鐵礦深部延伸工程800m深豎井建設過程中， 采用該技術進行鑿巖爆破作業， 循環裝藥時間比手工裝填卷狀炸藥節約1～2h， 平均爆破進尺效率均在95%以上， 該豎井比原計劃提前一個月完成了主鑿井工作。

十一、 結語

本文研究了立井液體乳化炸藥機械化裝藥施工技術， 通過KZVCM豎井項目的實踐與探索， 本文認為， 該技術具有良好的經濟效益和社會效益， 可普遍推廣并應用于立井掘進、 巷道掘進和礦石回采領域。

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