斜孔与垂直孔布孔及逐孔起爆在露天采场溜井降段中的应用

杜力

摘 要：针对在溜井降段过程中简单的垂直孔穿孔爆破对溜井口井壁的破坏作用大的问题，通过临近溜井口边缘采用斜孔（102mm直径）和其他区域垂直孔（250mm直径）结合布孔，减少井口周围一次爆破药量，使爆破冲击波对井口井壁的破坏减小；同时采用逐孔起爆方式起爆，降低地震效应，改变岩石移动方向，保护了井壁完整性，减少溜井口清理岩石工作，降段效果良好。

关键词：溜井降段；逐孔起爆；应用

0 引言

镜铁山矿黑沟山坡露天矿位于祁连山腹地，矿区地形险峻，目前生产的最高海拔为3835m水平，地表工业场地海拔标高为2630m水平。

客观地理条件决定黑沟露天矿的上部开拓系统为：平硐溜井开拓。采场内部溜井是矿石输出的关键环节，其正常与否决定着黑沟采场矿石输出任务的完成情况。随着采剥工作的进行，采场内部溜井降段工作是每年都需要进行的重点工作内容。为了有效的控制爆破震动对井壁完整性的影响，保护井壁稳固，缩短溜井降段工作时间，在溜井降段时采用临近井壁部位斜孔布孔，其他位置采用垂直孔布孔的布孔方式，以及采用逐孔起爆方式起爆爆破网络，减震效果明显，提高了井壁的稳定性，同时改变岩石移动方向，减少溜井口爆破岩石堆积量，使采场溜井及时恢复生产。

1 溜井降段设计总体设计思路

采取有效措施减少爆破震动，尽可能降低爆破震动对溜井井壁稳定性的影响，避免溜井口产生大面积片帮；爆破后溜井口岩石覆盖量少，能够快速将溜井口岩石清理完毕，使溜井投入使用。

因此，根据以上设计思路，降段爆破采用斜孔（102mm直径）和垂直孔（250mm直径）结合布孔及逐孔起爆方式连接爆破网络有效降低爆破震动。

针对溜井边缘区域因长期倒矿冲刷造成的坡面角较小、底盘抵抗线过大、临近井口φ250mm炮孔无法克服，而且在爆炸过程中对临近井壁区域产生“劈裂”的问题，采用D9边坡钻机在井口周围穿两排倾斜孔装药爆破来解决。

爆区分南、北两个区域，采用逐孔起爆方式达到定向爆破的目的，使爆破后岩石的移动方向分别朝西南、西北方向，尽可能减少爆堆朝溜井方向的抛掷量，满足快速完成井口岩石清理的要求。

2 孔网参数

2.1 φ250mm牙轮钻钻孔：采用矩形布孔，孔网参数6m×6m，局部根据现场情况进行调整。南区布孔24个，北区布孔20个，总孔数44个。

2.2 φ102mmD9钻斜孔：按照确定孔网参数布孔，根据布孔位置做井壁剖面图，以井壁剖面角大小，设计倾角、孔深，总孔数20个。

3 孔深及装药量设计

3.1 φ102mm D9钻穿孔及装药设计

3.1.1 爆破参数

①最小抵抗線的确定：

根据W=（20—40）D，本次取中间值35，则W=35×102=3570mm，本次爆破W取3.6m。

②孔网参数的确定：

根据a=（0.8—1.4）W，本次爆破取1.1，则a=1.1×3.6=4.0m，本次爆破a取4.0m。本次设计D9孔上孔口为两排布孔，孔距为4.0m，排距为0.4m；由于台阶坡面较缓，为了削掉缓坡，给后面垂直深孔爆破创造条件，D9穿孔角度根据台阶坡面角度和最小底盘抵抗线来确定。台阶坡面情况见等高线图1和斜孔剖面图2：

3.1.2 装药设计

采用装药器膨化炸药孔底连续装药结构进行装药，起爆药包用500g起爆药具，起爆药包置于炮孔底部，第一排孔孔底连续装药，保证6m填塞；第二排孔孔底连续装药，保证4m填塞，单孔装药量具体由孔深决定。

3.2 φ250mm牙轮钻孔深及装药量设计

3.2.1 爆区南侧平均段高14.3m，北侧平均段高15.1m，设计平均孔深14.7m，孔超深1-2.5m（临近溜井口边缘垂直孔超深1m，其他位置垂直孔超深2.5m）。

3.2.2 每孔装药量：采用大包乳化炸药装药，每孔平均装药量为445kg，在爆破装药时，可根据现场实际情况，对部分孔的装药量做适当的调整，保证爆破效果，提高铲挖效率尽快使溜井投入使用。（黄色标记孔为临近溜井边缘垂直孔）

3.2.3 装药结构：采用连续装药，装药时保证7米填塞。

4 起爆网络设计

采用ORICA高精度雷管逐孔起爆方式起爆，垂直孔孔内采用400ms高精度孔内雷管，斜孔孔内采用250ms高精度孔内雷管，地表高精度雷管选取（见图2）。深孔内起爆药包采用500g的起爆具，每孔装两枚。斜孔每2—3个孔为一组略领先于最近的φ250mm孔起爆。起爆网络设计采用SHOTPLUS DEMO软件进行设计。（图3）

爆破施工后爆破效果良好，溜井井壁完整，爆破岩石按照设计的西北和西南方向移动，溜井口方向移动的岩石爆破量较小，有效的缩短了溜井口位置的岩石清理时间。

5 结语

通过此次的斜孔和垂直孔结合布孔及逐孔起爆方式起爆爆破网路的设计，在溜井降段过程中表现出良好的可操作性和爆破效果，不但保护了溜井井壁的完整性，也缩短了溜井口岩石的清理时间，使溜井能够更快的投入使用，降低了由于溜井降段对矿石生产的影响。