凡口铅锌矿机械化凿岩装药的爆破效果分析

2014-03-22钟杰

采矿技术 2014年4期

钟杰

(1.凡口铅锌矿, 广东韶关市 512325； 2.中南大学资源与安全学院, 湖南长沙 410083)

0 引言

凡口铅锌矿为加快开拓和采准工程进度，提高作业效率和安全性，引进机械设备代替人工作业。凡口铅锌矿原掘进工作面原采用气腿式风动凿岩机凿岩，钻孔直径为38 mm，孔深一般为2 m，而机械化凿岩台车钻孔孔径为40 mm，孔深2.7 m。装药原采用人工装药，目前引进小装药台车进行机械化装药。

无论是气腿式风动凿岩，还是机械化凿岩台车凿岩，要提高掘进效率，首先要布置好炮孔，掘进工作面炮孔分为掏槽孔、辅助孔和周边孔3类。针对凡口矿硬岩岩性特征，掘进工作面布孔关键在于掏槽孔，掏槽孔是为增加爆破自由面。炮孔在工作面上的位置不同，爆破顺序不同，在爆破工作中所起的作用也不同。

1 作面炮孔布置

1.1 掏槽孔布置

掏槽孔的作用是首先在工作面上将某一部分岩石破碎并抛出，在第一个自由面的基础上崩出第二个自由面，为其它炮孔的爆破创造有利条件。掏槽孔掏槽效果对循环进尺起着决定性的作用，掏槽孔布置要根据巷道断面规格、钻孔深度和矿岩的物理力学性质来综合考虑。对凡口矿比较坚硬的矿岩，在生产实践中发现需要留空孔增加新自由面来进行爆破掏槽。掏槽孔孔间距不宜太大也不宜太小，孔间距过大，掏槽效果不好，达不到目的；孔间距太小，放炮时易被邻孔带走或挤死，亦达不到预期爆破效果。因此，布置掏槽孔，孔间距要适中，才能起到很好的爆破效果。与气腿式风动凿岩机相比，凿岩台车的孔径大，在掘进断面相同的情况下，布置的总孔数比气腿式风动凿岩机少。凿岩台车可以施工大小不同的钻孔，掏槽孔的空孔用大钻头打(孔径60 mm)，脆硬的岩石工作面打2～3大空孔,爆破效果较好。

1.2 辅助孔布置

辅助孔又称崩落孔，是大量崩落矿岩和继续扩大掏槽区的炮孔。辅助孔要均匀布置在掏槽孔与周边孔之间，其孔距一般较大，机械化凿岩台车钻孔孔径较大,则适当增加孔间距，炮孔方向一般垂直于工作面，装药系数一般为0.60～0.80。辅助孔能逐步扩大掏槽区的自由面，让周边孔能充分爆破,并控制好巷道规格。

1.3 周边孔布置

周边孔是爆落巷道周边岩石最后形成巷道断面设计轮廓的炮孔。周边孔布置合理与否，直接影响巷道成型是否规整，周边孔可分为顶孔、边孔和底孔。为控制好巷道断面形状，气腿式风动凿岩机和机械化凿岩台车布孔方式基本一致。顶孔和边孔应布置在设计轮廓线上，但为了便于施工，通常向外偏斜一定的角度，角度大小根据炮孔深度来调整，孔底落在设计轮廓线外不超过90 mm。周边孔的布置，除光面爆破外，孔的间距一般为0.8～1.2 m，光面爆破孔间距取小值，炮孔采用间隔装药，控制好巷道窿形，减少松石。

根据以上掘进面掏槽孔、辅助孔和周边孔的布置原则，凡口矿在生产实际中进行了反复实验摸索，分段平巷气腿式风动凿岩与机械化凿岩台车凿岩布孔方式、雷管段数安排分别见图1，图2。

图1 气腿式风动凿岩布孔方式

图2 凿岩台车凿岩布孔方式

2 凿岩爆破试验

(1) 气腿式风动凿岩机凿岩,小装药台车装药爆破。采用气腿式风动凿岩机钻平行水平孔，炮孔布置和炮孔雷管段数及起爆顺序见图1，钻孔布置好后，采用小装药台车给Shn-455m盘区废石掘进面和矿石掘进面装药爆破进行试验，掘进面规格均为3.4 m×3.2 m(宽×高)。各爆破孔在进行小台车装药前先预装起爆药卷(直径35 mm，长240 mm乳化硝铵炸药)和雷管。装药爆破试验参数及效果见表1。

表1 气腿式风动凿岩、小装药台车装药爆破试验参数及效果

(2) 机械化凿岩台车凿岩，小装药台车装药爆破。在相同的作业点采用机械化凿岩台车钻孔，并用同样的小装药台车装药爆破试验，炮孔布置和炮孔雷管段数及起爆顺序见图2，各爆破孔在进行小台车装药前先预装起爆药卷和雷管，装药爆破试验参数及效果见表2。

表2 机械化凿岩台车凿岩、小装药台车装药爆破试验参数及效果

(3) 气腿式风动凿岩机凿岩，人工装药爆破。相同的作业点如果采用人工装填药卷(直径35 mm，长240 mm乳化硝铵炸药)爆破，在布孔方式和炮孔雷管段数不变的情况下，气腿式风钻打平行水平孔，每槽炮进尺平均可达到1.9 m，爆破试验参数及效果见表3。

表3 气腿式风动凿岩机凿岩、人工装药爆破试验参数及效果

(4) 机械化凿岩台车凿岩，人工装药爆破。相同的作业点如果采用人工装填药卷(直径35 mm，长240 mm乳化硝铵炸药)爆破，布孔方式和炮孔雷管段数不变的情况下，机械化凿岩台车钻平行水平孔，每槽炮进尺平均可以达到2.58 m，爆破试验参数及效果见表4。

表4 机械化凿岩台车凿岩、人工装药爆破试验参数及效果

3 爆破试验结果

对比分析表1与表3，表2与表4试验数据，在相同作业点采用相同的凿岩方式，布孔方式和炮孔雷管起爆段数相同的情况下，均发现小装药台车的爆破效果较手工装药的爆破效果差，而且小台车装药爆破效果不稳定。

对比分析表1与表2，表3与表4试验数据，在相同作业点采用相同的装药方式，凿岩台车掘进面比气腿式风动凿岩掘进面的炮孔个数少了6个，炮孔深0.3～0.7 m，但凿岩台车凿岩爆破的掘进进尺较气腿式风动凿岩机的好，因此，分析认为凿岩台车可以取代气腿式风动凿岩机。

后来多次铲掘进面时发现，小装药台车装药放炮的掘进面常残留有没有爆炸的乳状炸药，从而可推断小装药台车装药爆破时存在导爆管雷管没有引爆起爆药卷现象。目前矿山采用的是纸皮起爆药卷，药卷易断且药卷内炸药不饱满，导爆管雷管常会与起爆药卷脱离，影响爆破效果。改用塑料皮起爆药卷或导爆索起爆后，不论是气腿式风动凿岩，还是机械化凿岩台车凿岩的掘进面，爆破效果均有明显改善。