药壶爆破在疏通充填回风井堵塞中的应用*

2011-11-17张海军何浩郑向党

采矿技术 2011年4期

关键词：药包塑料管金川

张海军，何浩，郑向党

(金川集团有限公司，甘肃金昌市737100)

药壶爆破在疏通充填回风井堵塞中的应用*

张海军，何浩，郑向党

(金川集团有限公司，甘肃金昌市737100)

针对充填采矿法预留充填回风井时，充填砂浆进入预留系统，造成采场充填回风井堵塞，严重影响充填作业、采场通风及生产组织的现象，金川二矿区对此进行了药壶爆破疏通的试验研究。试验研究表明，药壶爆破具有爆破效率高、操作简单、安全可靠等优点，对疏通充填回风井堵塞发挥了非常好的作用，对我国充填采矿法矿山的充填回风井疏通具有一定的借鉴意义。

药壶爆破;扩壶;充填回风井;堵塞疏通

药壶爆破，是利用少量装药，逐次爆破，将炮孔底部或某一部位扩大成葫芦形药室，再利用这种药室进行装药爆破的方法。其装药形式近似为一个集中药包，能够增加一次爆破方量，提高爆破效率［1～3］。

金川镍矿是我国最大的镍矿资源生产基地，年产矿石突破760万t/a，其采用胶结充填采矿法［4～6］，采取充填回风井预留的方式来实现采场充填系统衔接，以确保正常生产组织和安全作业。然而，采场预留充填回风井充填时，常出现充填砂浆进入预留系统，造成预留充填回风井被灌入充填砂浆而堵塞，严重影响充填作业、采场回风及生产组织。为解决生产中出现的该问题，金川二矿区应用对药壶爆破的扩壶工艺和爆破参数进行了试验研究。试验研究表明，药壶爆破具有爆破效率高、操作简单、安全可靠等优点，对疏通充填回风井堵塞发挥了非常好的作用，对充填采矿法矿山的充填回风井疏通具有一定的借鉴意义。

1 工程概况

金川二矿区采用机械化盘区下向分层水平进路胶结充填采矿方法开采［4～6］。中段高100m，分段高20m，分层高4m，沿矿体走向或垂直矿体走向布置进路，盘区上、下分层进路交错布置，进路断面规格为宽×高=5m×4m［7］。采用凿岩台车进行凿岩，非电雷管起爆，乳化炸药爆破。通过预留充填回风井的方式以实现采场充填系统衔接，然而，充填时因工艺特点及操作原因，常出现预留充填回风井被充堵的现象，造成下分层采场污风不能及时稀释排出，导致盘区通风差、温度高、湿度大、能见度低、视线差，安全问题突出，充填体养护期长，不能在预定时间内风干，达不到充填体强度要求，降低了人员和设备的作业安全性。同时，造成现场作业环境差，劳动强度高、生产效率低，生产受到严重影响。为解决此问题，本着安全、高效、合理、适用的原则，决定采用药壶爆破技术，进行扩壶爆破，开创了药壶爆破疏通充填回风井堵塞的先例，取得了良好的技术效果和经济效益。

2 药壶爆破技术应用［8～11］

2.1 药壶爆破技术及参数

2.1.1 预留柱状炮孔

根据药壶爆破理论，严格按照《机采盘区进路充填钢筋铺设设计图》及《预留充填铁盒子设计图》进行充填准备施工、预留充填回风井(采用δ=6mm钢板加工的Φ2m铁盒子进行连接预留)，并在铁盒子预留过程中事先在其中央位置固定放置Φ63 mm、5～8m长的PE塑料管，且将塑料管另一端用水泥卷堵塞400mm，用于阻止充填时砂浆进入塑料管内，以便形成塑料柱状炮孔，实施药壶爆破，见图1。

图1 药壶爆破疏通充填回风井堵塞

2.1.2 药壶爆破的药量计算［8］

药壶爆破的药量按式(1)计算:

式中:Q——每一个药壶的爆破装药量，kg;

e——与炸药性质有关的换算系数;

q1——药壶爆破法的单位耗药量，kg/m3;

w——药包的最小抵抗线距，m。

结合预留充填回风井堵塞充填体的条件及采场生产实际情况，药壶最大装药量Q=10～15kg。

2.1.3 扩壶爆破

虽然堵塞20～30cm砂土可以提高每次扩壶的效果［9］，但因孔径小、相对较深，若堵塞，扩壶爆破时堵塞沙石不易冲出，占据药壶体积，而且扩壶效果不易掌握，堵塞量亦难以估算，根据现实爆破作业情况来看，扩壶作业时一般不堵塞为好。根据充填回风井堵塞实际情况，一般扩壶1～2次即可完成，在预留的塑料管底部进行装药扩壶爆破，第1次装药0.3kg、第2次装药0.6kg即可完成扩壶，爆破后形成直径约300～400mm的空腔，既药壶。(若2次爆破不能满足扩壶要求可进行第3次扩壶，装药量按照1∶2∶3的比例确定)。

2.1.4 装药结构

在扩壶成功后，再在药壶内装10～15kg乳化炸药，即可进行药壶爆破。爆破中以药壶药包为主药包即集中药包，在塑料管内装药0.5m长作为辅助药包，以改善破碎效果。塑料管内的药卷用装药炮棍压碎压紧，以防止管道效应而熄爆，非电雷管装于孔底部的药壶内，采用导爆管起爆。