李楼铁矿一次爆破成井试验研究

李延飞，张立新，罗文冲，詹 进，周 礼

（1.安徽开发矿业有限公司，安徽霍邱237400；2.长沙矿山研究院有限责任公司，长沙410012）

李楼铁矿一次爆破成井试验研究

李延飞1，张立新1，罗文冲1，詹 进2，周 礼2

（1.安徽开发矿业有限公司，安徽霍邱237400；2.长沙矿山研究院有限责任公司，长沙410012）

为解决井下大结构采场切割天井成井速度慢、成本高、安全性差的问题，设计采用一次爆破成井的方式来形成切割天井。确定了合理可行的掏槽方式及孔网参数、装药量及装药结构、起爆顺序及微差时间。据现场统计，一次爆破成井总成本为6.84万元，较普通法节省了成井费用6.46万元，节省工期7～8d，表明一次爆破成井效果良好，可在全矿推广应用。

切割天井；一次成井；爆破参数

李楼铁矿-400m中段采用两步骤分段空场嗣后充填采矿法进行回采，中段高度100m，分段高度25m，矿房矿柱跨度均为20m。该采矿方法采用分段凿岩的方式崩矿，因此每个分段均需掘进切割天井，采切工程量较大。目前该矿的切割天井均采用普通法掘进形成，成井作业安全性较差，工人劳动强度大，成本高，周期长，进而对矿区采场间的生产衔接有较大影响，不利于发挥出大结构采场集约强化开采的优势。为解决这一重大问题，经过充分调查和多方论证，普遍认为中深孔一次爆破成井是解决这一难题的经济上合理、技术上可行、安全上可靠的手段与途径［1-3］。本文详细介绍了李楼铁矿一次爆破成井的试验研究情况。

1 试验采场概况

李楼铁矿位于安徽省霍邱县境内，为大型沉积型变质铁矿床，矿石矿物主要为镜铁矿，其次为磁铁矿和赤铁矿，f＝11～13，矿床特点是走向长、延伸深、倾角大、构造比较简单。本次选择李楼铁矿-400中段的26-3＃采场作为试验采场。试验爆破-375m水平至-350m水平之间的切割天井，-375m水平的切割横巷和-350m水平的切割横巷基本重合（如图1），符合试验要求。

图1 26-3＃采场剖面图Fig.1 The profile of the 26-3＃stope

2 爆破方案设计

2.1 孔网参数设计

1）掏槽方式及炮孔孔径

本次试验选择垂直平行空孔掏槽的方式［4］。已有爆破实践表明，7m以下的天井通常采用单空孔，7～15m的天井采用双空孔，而15m以上的天井采用三空孔，考虑到要满足21m一次爆破成井要求，本次试验选用4空孔，掏槽孔与4空孔按5孔桶形掏槽布置，中心为正掏槽孔，周围正方形布置4个空孔。

矿山目前仅有一台配备Φ150mm钻头的CS150D型潜孔钻机，故本次爆破成井的所有炮孔孔径均为150mm。

2）炮孔布置

本次成井爆破方案炮孔布置如图1所示。成井断面上布置13个炮孔，其中1＃孔为正掏槽孔，2＃、3＃、4＃、5＃孔为副掏槽孔，K1、K2、K3、K4为空孔，6＃、7＃、8＃、9＃孔为辅助孔，10＃、11＃、12＃、13＃孔为周边孔。

图2 炮孔布置平面图Fig.2 The layout plan of blast holes

3）分段爆破高度

考虑到下部补偿空间及矿区未有一次爆破成井的成功经验，经开会讨论，爆破分3次进行，取第1分段高度5m，第2分段高度8m，第3分段高度8m。

2.2 装药结构及装药量

1）所用炸药

选用2＃岩石乳化炸药，药卷规格为Φ140mm ×800mm，每卷药质量为9kg。炸药相关参数如表1所示。

表1 2＃岩石露天乳化炸药参数Table 1 The parameters of the opencast emulsion explosives

2）装药结构

为减小掏槽孔对附近炮孔的破坏，根据各孔线装药密度，确定掏槽孔分段内采用间隔装药，装药0.8m，间隔0.3m，用Φ110～130mm塑料管间隔，分段内敷设导爆索；辅助孔及周边孔分段内连续柱状装药，第一次爆破共一段装药3.5～4.0m；第二次爆破分二段，第一段装药2.4～2.9m、第二段装药2.6～3.1m；第三次爆破分二段，第一段装药1.6～2.1m、第二段装药1.9～2.4m。

3）装药量

正掏槽孔深21m，下部充填1.0m，分层间充填1.0m，上部充填1.5m，实际装药长度为14.5 m，Q1＝163.1kg，线装药密度7.77kg/m。副掏槽孔深21m，下部充填1.5m，分层间充填1.5m，层内间隔0.3m，上部充填1.5m，实际单孔装药长度为12m，单孔装药量为135.6kg，线装药密度6.46kg/m。副掏槽孔总装药量Q2为542.4kg。辅助孔、周边孔孔深21m，下部充填1.5m，分层间充填1.5m，上部充填2m，实际装药长度为12 m，单孔装药量为209.76kg，单孔装药量为135.6 kg，线装药密度6.46kg/m。辅助孔总装药量Q2为542.4kg。

本次爆破总装药量为1 790kg，爆破总方量为285.6m3，炸药单耗为6.27kg/m3。

2.3 起爆顺序及微差时间

起爆顺序见图3，分段内副掏槽孔与正掏槽孔爆破微差时间间隔50ms，副掏槽孔之间微差25 ms，辅助孔与副掏槽孔爆破微差时间间隔50ms，辅助孔之间微差25ms，周边孔与辅助孔爆破微差时间间隔50ms，周边孔之间微差25ms，上下分层微差间隔时间500ms。

图3 起爆顺序图Fig.3 The diagram of initiation sequences

3 成井效果

根据现场实际作业反馈，本次爆破成井效果良好，天井断面大小符合设计要求，帮壁轮廓较为平整，成功形成了一条高21m左右的切割天井。根据现场统计数据，本次成井总成本为6.84万元，较普通法节省了成井费用6.46万元，节省工期7～8d。

4 结论

1）针对李楼铁矿地下分段空场嗣后充填大结构采场切割天井成井速度慢、成本高、作业安全性较差等问题，设计提出采用一次爆破成井的方式来形成切割天井。

2）一次爆破成井作业安全，成井速度较快，成本较低，建议在全矿推广运用。

［1］廖世金.一次爆破成井掏槽法探讨［J］.矿业研究与开发，1994，14（1）：11-14.

［2］周传波.孔深爆破一次成井模拟优化与应用研究［D］.武汉：中国地质大学，2004.

［3］陶颂霖.一次钻孔分段爆破的深孔爆破技术在井下的应用［J］.中南大学学报：自然科学版，1983（1）：133-138.

［4］徐 敏.中深孔一次爆破成井技术研究及应用［D］.长沙：中南大学，2012（1）：16-24.

［5］龙维祺.爆破工程［M］.北京：冶金工业出版社，2004.

Experimental investigation of one blasting haft excavation inLilou Iron Mine

LI Yanfei1，ZHANG Lixin1，LUO Wenchong1，ZHAN Jin2，ZHOU Li2
（1.Anhui Development Mining Co.，Ltd.，Huoqiu Anhui 237400，China；2.Changsha Institute of Mining Research Co.，Ltd.，Changsha 410012，China）

In order to solve the problems of low speed，high cost and poor safety performance of the incise courtyard in the large underground stope structure，the method of one blasting is designed to form the incise courtyard.The reasonable feasible cutting way and the parameters of the hole net，the charge amount and structure，the initiation sequences and delay time are determined.According to the field statistics，the total cost of one blasting is 68 400￥，Compared with the ordinary method，it will save 64 600￥and will advance the construction period of 7 to 8days.In conclusion，the effect of shaft excavation by one blasting is good，and it can be widely used in Lilou Iron Mine.

incise courtyard；shaft excavation by one blasting；blasting parameters

TD235.4

Α

1671-4172（2015）06-0075-03

“十二五”国家科技支撑计划项目（2013BAB02B04）

李延飞（1987-），男，助理工程师，硕士，采矿工程专业，主要从事矿山生产技术及管理工作。

10.3969/j.issn.1671-4172.2015.06.016