关于矿山一次爆破成井技术与应用探讨

雷 成，孙海帝

（湖南柿竹园有色金属有限责任公司，湖南 郴州 423037）

本文介绍“一次成井”选择柿竹园多金属采矿场570--586分层西部K6处施工切割井，天井高度12.0米；并从凿岩至最终起爆后，爆破效果良好。现阶段在514—470分层P4C0处施工溜井，天井全高贯通43.5米，受孔偏率影响对工艺改造进行控制。前期514分层、490分层、470分层施工天井联络硐室，采用分段凿岩分段爆破一次成井。

1 爆破方案

（1）具体方案。为了改变传统爆破成井技术中安全性低，施工强度大等问题，综合分析了国际上先进的天井掘进施工建设经验，结合此次施工的现场实际情况，决定选择570分层西部K6处天井实施，天井高度12.0米。设备采用QZJ100B型潜孔钻机 1台 钻孔直径110mm，YGZ90型钻机 1台 钻孔直径65mm。整个施工过程中，为项目制定了明确的阶段性目标，即施工一次成井较普通成井法施工天井台效率提高百分之十、成本降低百分之十、施工一次成井高度最高可以达到十二米[1]。3个空孔不装药,孔深12.0,其它15个装药孔,孔深12.0。一次爆破达到设计深度。首先施工掏槽孔,然后施工空孔,最后施工周边孔。孔深施工12米,与上水平不透。

（2）起爆顺序与起爆网路。为了保证一次成井爆破的效果，对雷管延期时间的选择必须慎重与合理，给岩石预留充分的移动时间，以保证施工安全性。在经过相关公式的准确计算后，选择一段至十段新型非电毫秒雷管，孔内设置延期起爆，在结合了国家相关规定的基础之上，结合以往的相关施工实验案例，检测施工现场有毒有害气体浓度小于国家规定值，得出此次爆破施工方案切实可行。引爆雷管的过程中，随时进行有毒有害气体浓度的检查，控制有毒有害气体浓度在安全范围，同时加强爆破施工现场的通风[2]。

炸药在填塞过程中需要满足以下几个条件，首先距离间隔必须大于每个炸药的粉碎圈半径，以免爆炸过程中两个炸药的共同作用对同一区域的岩石产生不良影响，其次是在填塞过程中不能使炸药受到外力的作用。

（3）安全管理措施。一次爆破成井技术中的安全管理措施主要根据钻孔工艺、装药爆破和排矸支护三个方面进行。在钻孔工艺施工过程中，对机械与工艺的选择决定了成井的成本和成井的工作效率，同时也影响施工过程中的安全性，目前在矿山的一次爆破成井施工过程中，可供选择的机械有地质钻机、探水钻机以及井下潜孔钻机，这些机械都能满足施工过程中对全深度炮孔的需求，将其与施工安全性结合起来，得出机械钻孔的施工过程中应满足以下几个条件：首先开孔定位精确，其次炮孔偏斜率必须满足施工需求，最后施工过程需要根据岩石的性质与特征进行。装药爆破过程中需要确定爆破安全距离，经过分析计算爆破地震波的危害半径为四百八十米,根据现场实际情况,爆区周边五百米内没有受影响的建筑物,但考虑到爆破可能会产生飞散物,因此,爆区周围三百米内的机械、设备要撤离,对爆区周围三百米到五百米内的机械、设备采取防护措施。对实验场地周围的地压进行计算可以保证排矸支护过程中的安全性。爆破过后的现场需要进行封锁，无关设备和其他人员严禁出入，保证排矸支护施工过程中的稳定性，确保施工安全。

同时，爆破工作之间还应采取有效的措施预防爆破地震，保障爆破地点周围巷道的稳定性，主要方式有：毫秒电雷管的间隔大于25ms，这样能分离震动波形，减弱爆破地震相应；采用不偶合缓冲装药结构的周边眼，不偶合系数为四，能减小孔壁上的应力；结合施工地点的实际情况，对爆破现场周围的巷道进行提前加固处理，提高其对外力的抵抗能力。

最后，预防拒爆、早爆问题也是提高爆破过程中的重要安全管理措施，主要方法有：采用“三同”雷管和质量好的炸药,并用数字万用表测量雷管电阻；用数字万用表测量网路电阻；接线牢固,随时用砂纸擦去接头的氧化物；接线后最好用胶布将接头包扎好,以防增大网路电阻和接触岩；为防止管道效应,所有塑料管装药都要有导爆索串联；认真检查起爆器质量,并事先作电爆网路模拟试验。

2 成果与分析

综合天井掘进爆破施工实验分析，实验过程中主要存在以下几种难点工作， 由于凿岩器械普遍存在凿孔偏斜率，降低了爆破一次成井的凿孔质量，从而限制了爆破一次成井钻孔深度。特别是凿孔深度较大时（此次凿孔分段高度22.7米），经常出现孔底钻孔相互贯穿或者造成孔底抵抗线的大幅增加，限制了深孔一次成井的高度。在凿岩设备的选择上，利用QZJ100B型潜孔钻机施工存在凿孔偏斜率的问题，主要表现在：受岩石坚固性系数的影响，坚固性越高的岩石产生偏斜率的几率越大；潜孔钻立柱偏斜；潜孔钻槽钢打钻过程中摆动；潜孔钻钻杆及冲击钻打钻过程中摆动等，针对这些施工难点提出的解决措施是：首先在QZJ100B型潜孔钻机的立柱和槽钢之间再加一根横臂固定槽钢不摆动。其次在槽钢上加一个卡销定位装置，将钻杆固定在槽钢上，控制钻杆摆动范围。最后在凿孔10米后，施工人员需控制好风压，利用冲击钻自然垂体的作用减速凿孔，以提高凿孔精度。最终，570分层零盘区K6巷切割井一次成井爆破已完成，爆破效果良好。为后期零盘区切槽回采创造了条件。

3 结语

综上所述，天井掘进是掘进工作中最困难的一环，普通法掘进天井劳动强度大，作业条件差，安全性低。最经济实用的掘进方法是爆破一次成井。

参考国内外相关爆破理论和爆破成井资料，综合运用理论分析、现场实验的方法与手段，对中深孔爆破一次成井技术开展系统与深入的研究，在施工过程中分析机械、施工方法、施工参数以及施工现场的实际情况，明确起爆顺序与起爆网路，做好爆破安全施工管理工作，可有效解决普通掘进天井方法带来的弊端和隐患，提高施工安全性，促进矿山一次爆破施工成井施工技术的发展。