400万t/a采矿区爆破施工设计

胡崇光

【摘要】280m分段采切工程施工掘进工作，关键控制爆破对巷道围岩的扰动程度，减小超挖量，使爆破后的巷道断面形状规整、尺寸符合设计要求、表面平整，巷道均采用直眼桶形掏槽的方式，全断面一次性濕式凿岩爆破。用凿岩台车钻眼，爆破使用销铵炸药、巷道底眼用防水炸药。采用塑料导爆管毫秒雷管起爆系统进行起爆，能有效提高爆破效果，减小爆破震动，引爆用电磁雷管和起爆器。

【关键词】280m分段采切工程；采矿区；爆破施工

矿区标高600m—1850m，属侵蚀剥蚀山地形，切割深，起伏大，网状沟谷发育，曼岗河、肥味河、老厂河从矿区流过，汇合为浑龙河，在矿区西南约9km处注入戛洒江。河水流量受降雨量控制，变化很大。矿区内多为灌木和杂草覆盖，没有成片森林。

1、工程概况

昆钢二期工程属于重点矿山工程，其中重要部分是280m分层工程，对矿业公司的持续稳步发展具有重要作用。昆钢大红山铁矿400万吨/年井下二期采矿工程由于矿体较为厚大的因素，该工程主要部分采取以无底柱分段崩落法为主和分采区采取房住房及空场法的方法进行采矿作业。二期采矿280m分层是最主要的探矿段，地质储量较好，为了使得采矿储量升级，欲将采矿通道设在探矿坑道。采用全断面开挖，钻眼光面爆破，施工中应严格掌握周边眼的角度和方向，减小超欠挖，采用微差爆破，雷管微差段数尽量增大，集中在每段药量越少，震动效应就越小，避免影响围岩较差地段的稳定。

2、爆破施工工作

⑴放样布眼

在爆破施工钻眼前，要了解爆破地点岩石性质及其分级，然后开始标出炮眼位置，允许炮眼误差在5cm以内，由测量员绘出炮眼位置的开挖面，采用红油漆画出其中线与轮廓线。

⑵定位开眼

在布眼后，用钻孔台车进行钻眼，并保证钻孔台车平行于隧道轴线，在钻孔时，必须严格按照要求进行炮眼钻孔。由于是机械臂摆动钻眼，所以在掏槽眼与周边眼时，其钻眼精度必须要高度精确，并且保证误差不超3cm。

⑶钻眼

在钻眼前，必须要让钻工清晰知道炮眼布置图，并对凿岩机械操作熟练，在周边眼的钻孔时，必须要有专门人员在台车下指挥，保证周边眼外插角控制在2°～3°范围内，最好保证两茬炮交界台阶在15cm范围内。在钻眼过程中要灵活处理炮眼深度，根据是眼口位置与掌子面岩石的凹凸来确定深度，必须保证炮眼底处于同一断面，此外，所掏槽眼的底深要较辅助眼底多10cm。

⑷钻爆设计

设计原则：此工程根据当地地质情况，采取光面爆破法开挖断面和进尺，决定所采取的爆破器材，并编制爆破设计。对周边眼间距与最小抵抗线的选择要合理，必须根据当地的围岩特点来确定，然后均匀布置辅助眼，辅助眼进行交错设置，确保辅助眼眼底能与周边眼在同一垂直面，并加深掏槽眼20cm。对周边眼采取小直径药卷进行连续均匀装药，沿着所有炮眼之间均匀散布，装药过程必须严格控制装药量。起爆采取非电毫秒微差雷管，而周边眼则采取导爆索方式起爆，能减小起爆的时差。

选择钻爆参数：钻爆参数的确定要通过爆破试验得到，并参照爆破的“光面爆破参数表”进行试验。

掏槽方式：采取直眼桶形方式进行掏槽，加大炮孔深度，并将爆破循环进尺提高，可以加速开挖。

装药：周边采取眼小直径药卷进行连续装药的装药结构，对于较软的岩石采取导爆索起爆。对装药炮眼的堵塞方式采取炮泥堵塞，一般将周边眼堵塞长度要在40cm以上。

爆破效果监测及爆破设计优化：第一，爆破效果监测。采取超欠挖的方式进行检查爆破效果，在开挖操作中，要检查开挖的轮廓是否圆顺、表面是否平整，必须要检查爆破进尺在设计要求以内。对所爆出的石碴块度根据装碴要求进行检查，查看其是否符合装碴要求。对硬岩的炮眼痕迹的保存率应不小于80%，而中硬岩的炮眼痕迹保存率不小于≥60%，保证均匀分布在开挖轮廓面，爆破衔接台阶设置在10cm范围内。第二，爆破设计优化。根据前一次的爆破效果进行检查，分析爆破效果的影响因素，并不良的爆破效果进行及时修正，为后面的爆破效果提供经验教训，从而能逐步提高爆破效果，是对工程爆破技术的提高。尤其要注意周边眼的岩层节理裂隙发育、岩性软硬状况，由此来修正眼距，确定用药量。在每一次的爆破后，要对石碴块度进行参数修正。若当辅助眼设置密集，会出现石碴块度偏小的情况；反之就出现块度偏大的情况。要以现场开挖面的凹凸情况来对钻眼深度做修正调整，保证爆破眼眼底基本处于同一断面。

⑸清孔

在对钻眼装药前，须要将炮眼里面的石屑清理干净，可以采取钢筋弯制的炮钩或高压风管输入高压风刮出或吹净石屑。

⑹装药

根据照炮眼设计布置图，要自上而下对钻眼进行分片区装药，并将雷管布置正确。用泡泥将所有炮眼赌塞住，其长度要在20cm以上。采取直眼四中空型式进行全断面的掏槽，眼径75mm的空眼4个，剩下的眼径设置为45mm；台阶法眼径为45mm。对周边眼采取间隔不耦合方式装药，非周边眼采取连续装药的结构形式，一般用硬泥混合砂子堵炮孔，采取孔内微差方式的非电毫秒雷管起爆。

⑺连接起爆网络

采用复式网络起爆能提高起爆的可靠性与准确性。需要注意的是不能对导爆管打结或拉细；检查各炮眼雷管的连接情况，确保其连接的次数是一致的；用黑胶布包扎引爆雷管于离一簇导爆管自由端10cm以上位置。在专人检查完后，开始布置安全警戒，起爆引爆雷管。

⑻瞎炮的处理

对于瞎炮的处理先要查明原由，针对孔外的导爆管损坏情况下的瞎炮，应将损坏部分切去，再重新将接头对准炮眼，进行导爆管连接；针对孔内导爆管损坏或自身问题导致的瞎炮，必须保护好现场，不允许私自处理，要请爆破专家来做处理。

3、爆破作业各项参数计算

平巷爆破作业按如下断面作凿岩爆破说明（S=14.77m2），排废运力计算按直接用汽车运至井下380m进风斜井底渣仓或400m废石转运系统渣仓，初期运距大概为1200m左右考虑。

根据单位在大红山铁矿施工了解的该段地质状况，并考虑到生产交叉影响施工及臨时支护占用的时间，w按月平均凿岩爆破天数30天计，正常循环率按85%考虑，预计有效凿岩爆破实际天数为30×85%=25.5天，每天2个循环，月平均月成巷110m，其爆破参数计算如下：

3.1爆破参数的确定

（1）炮眼深度

式中：L—计划月进度，L=110m；N—每月实际凿岩爆破工作天数，取N=30天；n—每天完成的掘进循环数，取n=2次/天；η1—正规循环率，1=0.85；η—炮眼利用率，取=0.85。

取炮眼深度为2.7m，其中掏槽眼、底眼深度取3.0m。

（2）炮眼间距及爆层厚度

炮眼间距取E=400mm

爆层厚度W=550mm

（3）药卷规格

周边眼Φ=25mm，L=200mm，g=150g；

其它眼Φ=35mm，L=200mm，g=200g。

3.2凿岩爆破

凿岩：采用YT-28高频凿岩机，Φ38～41mm一字型钻头，配Φ22mm、L=3000～3500mm 钎杆，孔深2700～3000mm。根据基岩的岩石物理力学性质及巷道设计断面作炮孔设计。炮眼布置、爆破参数、爆破效果分别如下。

采用直眼五心掏槽方式，中心空眼一个，孔深3.0m；周边孔间距450mm～500mm，抵抗线500mm～550mm；辅助孔间距600mm，抵抗线600mm～650mm；底孔孔间距550mm～600mm，抵抗线500mm～550mm。掏槽孔、辅助孔与巷道轴线平行；周边孔炮孔偏斜角控制在20～40范围内。

3.3通风

经计算选用2×55KW隧道轴流通风机，配φ900胶皮风筒向工作面压入新鲜风流，40分钟内可把爆破后产生的烟尘排出。通风结束后在工作面附近进行喷雾降尘，洒水洗壁，降低有毒有害气体浓度。

结语：

总之，在爆破施工中，要根据工程实际情况，因地制宜地制定切实可行的井巷爆破方案，合理安排施工顺序，并确保施工目标的圆满实现。在施工中需合理布置施工现场平面，尽量减少消耗、降低生产成本，积极采用、推广新工艺、新技术和新材料，加快施工进度和工程质量。

参考文献：

[1]宋殿军.爆破作业大范围丢炮的原因分析及防范措施[J].科技咨询导报，2007（02）.