改进炮孔布孔方式在立井掘进中的应用

2018-01-30杨晓东许道学

世界有色金属 2018年11期

张虎，李强，王成，杨晓东，许道学

（1.赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司，内蒙古赤峰 024039；2.山东黄金集团中华矿业事业部运营管理部，山东济南 250000）

目前我国矿山立井基岩石段工程的掘进深入，还是依靠爆破达成的，这种情况下的爆破作业大多是采用钻眼的办法，现有的传统钻研的爆破大多是半经验、班理论的进行爆破参数设计，通过星型布孔来展开爆破作业，但这种情况下，会出现首次爆破后，掏槽腔内充满松动的岩石，这会直接影响到炮孔底部演示的破碎情况，会导致底部破碎质量差或者只是产生裂缝，并未达到破碎的目的。为了有效提高爆破效率，提高破坏循环进尺，许多研究人员都在进行爆破效率方面的研究，本文我们将从柴胡栏子金矿的实际情况出发，在通过改炮孔布控方式的提高来的意思，达成矿井的掘进速度以及生产效率[1]。

1 工程概况

赤峰柴胡栏子金矿位于内蒙古境内，建于1983年，到现在已开发生产三十余年，目前浅层易开矿层已几乎开发完毕，公司采矿工作逐步向深度和两侧发展，但由于柴胡栏子金矿的蚀变片岩+次级褶皱+闪长玢岩的特殊地质条件，在下掘竖井时所通过的地层岩体情况变异性大，传统的的掏槽爆破的布孔方式在岩层硬度，大于9时，则效果很差，这时候如果不改变爆破方法，则工作效率无法提升，破坏进尺无法快速增加，会直接影响到底层特别是坚硬岩石层的生产开发工作。要改变这一情况，提高开采效率，我们就需根据柴胡栏子金矿的不同硬度的岩体而采用不同的竖井掘进方法。

2 现有炮孔布控方式的问题分析

在目前的立井施工过程中常采用楔（锥）形掏槽方法，这种爆破掏槽技术直接决定着爆破率，该方案主要是通过星型布控的方式，在中央布置10个锥形掏槽孔，孔间距618mm，掏槽孔深4.5m，掏槽孔的最内圈的倾角为85°进行爆破，在该方案下，新探矿竖井掘进每月的进尺能达到80m左右。但事实证明，该种掏槽方式在掘进中等硬度以下的岩体时，效果相对比较好，但是随着炮孔深度的增加，岩性会越来约坚硬，由于坚硬岩体的夹制作用大，这时候的抗爆作用会大大增强，会出现炮孔底部岩石不破碎而留下残孔，这样以来不仅会降低炮眼利用率，还会严重制约了竖井掘进的工期[2]。

3 改进后的布控方式设计

针对以上问题，经理论分析和在柴胡栏子的现场实际应用，再经反复调整后，我们提出以下能够明显提高爆破进尺，改善坚硬岩体的夹制性作用，提高开采速度、节约时间的改进布孔方案，本方案根据岩石坚固性不同，做了不同的改进，具体如下：

（1）当岩体坚固系数为6-9时

岩体坚固性系数为6-9时，仍然采用锥形掏槽方法，但在具体实施过程中进行如下技术改进：

①提高掏槽孔与周边孔的深度比，掏槽孔深度继续保持4.2m的深度，但周边布孔深度改变，从传统的4.2m降低为4m，使掏槽孔与周边孔由原本的水平变成有一定的深度比；②改变锥形炮孔的角度，在传统的掏槽孔倾角为85°，改进后则由固定值变为渐变值，将掏槽孔的最内圈的倾角改为80°，外圈改为85°，然后，逐渐过渡到90°，呈现一个倾斜角度越来越大的趋势；

③在最内圈竖井断面中心增加1个孔，正常装药爆破。

（2）当岩体坚固系数为9-12时

当岩体的坚固性系数为9-12时，岩体硬度相对提高，这时候为了保证锥形掏槽的效果，则不再采用锥形掏槽方法。为了更大的增大爆破自由空间，我们将锥形掏槽法改为桶形掏槽方法。具体方案如下：

①提高掏槽孔与周边孔的深度比，和岩体坚固系数为6-9时保持一致，采用掏槽孔深度4.2m，周边布孔深4m的方式；

②锥形炮孔的角度，和上述锥形炮孔一样，采用第一圈（最内圈）80°，第二圈85°，第三圈90°的方式；

③同样在最内圈竖井断面中心增加1个孔，正常装药爆破；

④最内圈半径缩短，半径由1m改为0.8m；

⑤内圈炮孔数相对减少，由10个调整到8个；

⑥改变内圈与外圈的间距，第1-2圈的间距改为0.3m。第2-3圈的间距调整为0.6m。

通过以上炮孔布的改变，我们通过实践发现这样有着非常明显的效果，新探矿竖井的掘进能力相比传统有很大增强。以柴胡栏子金矿新掘竖井的实际情况为例：柴胡栏子金矿新掘竖井深度一般设计为798m，传统的爆破方式每月进尺为80m左右，要完成竖井建设工程，无意外的情况下要10个月完成。

但采用新的竖井快速掘进施工方案后，每月进尺为100m～110m，竖井施工的速度提高30%，要完成798米的竖井挖掘，则只需要7.6个月，比原计划缩短两个半月，这极大的提升了工作效率，缩短了竖井建设的时间，能使其快速达产。由此来看，采用新的布孔方法能极大的提高矿场生产的间接经济效益。