高角度裂隙岩层爆破技术

牟小东

河北中煤四处矿山工程有限公司 河北邢台 054000

1 概况

河北中煤四处矿山工程有限公司陈台沟项目部承建的鞍山五矿陈台沟铁矿探矿井1（措施井）井筒掘砌工程属能源技术领域，井筒设计深度1182m，直径5.5m。

井筒施工至-441.2m位置时，进入碳质千枚岩，该岩层节理裂隙发育，岩层倾角在75～80°之间，该段岩层是具有干枚状构造的低级变质岩石,经区域低温动力变质作用或区域动力热流变质作用形成。显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽。主要矿物成分由粒度细小的绢云母、石英、碳质成分及少量长石组成，绢云母细小鳞片状，片径＜0.1mm，含量45%；石英他形粒状，粒度＜0.1mm，含量4%；碳质成分含量10%左右；长石及其他矿物约5%。

按照施工组织设计的爆破图表进行打眼、装药、连线、响炮，炮进尺只有2.2m左右，严重制约施工进度。陈台沟项目部施工的措施井工程为五矿集团至鞍山市重点工程，该项目的进度备受瞩目。因此，如何提高炮进尺、保证工期成为项目部面临的重大课题[1]。

2 采用方案

2.1 原爆破施工数据

措施井爆破施工采用圆形直眼掏槽爆破，半秒延期导爆管雷管，40mm防水乳化炸药。起爆共分五段，其中第一段为掏槽眼，第二、三、四段为辅助眼，第五段为周边眼。第一段打眼半径为0.9m，孔深4.7m，共14孔，每孔装药8卷，雷管1发；第二段打眼半径为1.3m，孔深4.5m，共19孔，每孔装药7卷，雷管1发；第三段打眼半径为1.8m，孔深4.5m，共30孔，每孔装药7卷，雷管1发；第四段打眼半径为2.2m，孔深4.5m，共36孔，每孔装药7卷，雷管1发；第五段打眼半径为2.75m，孔深4.5m，微倾斜，共57孔，每孔装药4卷，雷管1发。共计打孔156孔，消耗雷管156发，使用18发雷管用作起爆雷管。

2.2 改进方法

（1）将圆形直眼掏槽改为双层楔形掏槽；使炸药爆炸时形成更大的威力把岩石爆破成抛掷漏斗，形成自由面。

（2）导爆管使用跳段处理，增加延长掏槽自由面的形成时间，使后续爆破有更佳的爆破环境。即两圈掏槽眼分别使用1段和3段，第一圈辅助眼使用5段，第二圈辅助眼使用6段，第三圈辅助眼使用7段，周边眼使用8段。

（3）在原炮泥封堵的基础上，使用水封堵岩石周围裂隙及炮眼口的空隙，防止冲击波从裂隙泄气，以更好的增加爆破威力，提高炮进尺。

2.3 改进后的爆破施工数据

采用双层楔形掏槽爆破，半秒延期导爆管雷管，40mm防水乳化炸药。起爆共分六段，其中第一、第二段为掏槽眼，第三、四、五段为辅助眼，第六段为周边眼。第一段打眼半径为0.7m，孔深2m，共8孔，微倾斜，每孔装药4卷，雷管1发；第二段打眼半径为0.9m，孔深4.5m，共14孔，微倾斜，每孔装药8卷，雷管1发；第三段打眼半径为1.3m，孔深4.5m，共14孔，每孔装药7卷，雷管1发；第四段打眼半径为1.8m，孔深4.5m，共16孔，每孔装药7卷，雷管1发；第五段打眼半径为2.2m，孔深4.5m，共20孔，每孔装药7卷，雷管1发；第六段打眼半径为2.75m，孔深4.5m，微倾斜，共35孔，每孔装药4卷，雷管1发。共计打孔107孔，消耗雷管107发，使用125发雷管用作起爆雷管。

示意图

通过技术改进，炮进尺由原来2.2m左右提高到4m，最高可达4.5m。按照原爆破方案施工月进尺仅为50-60m,技术创新后，新的爆破方案将月进尺提高至102-110m，生产效率提高183%-200%。月工作量由原先140万左右，提高至260万左右；火工品、钎杆、钻头等主材消耗量每月降低5万元[2]。

3 体会和经验

（1）打眼前，必须将工作面活矸、积水清理干净，可以有效减少炮眼被活矸封堵，确保爆破效果。

（2）根据岩性的变化，及时调整周边眼装药量利于井巷成型质量。

（3）施工中成立打眼专业化班组，积极推行定机、定眼、定片作业模式，是快速施工的有效保证。

4 结语

针对高角度裂隙岩层，增加掏槽眼爆破威力、延长自由面形成时间、减少冲击力泄气，是提高炮进尺的关键环节，本文章为矿井建设施工以后遇到类似岩层，提供了有效的施工方法。