大水金矿水平巷道断面爆破设计

许 赟

（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730050）

矿区内分布的地层单一，岩相属海陆交互相碳酸盐岩建造。岩性为一套脆性的白云岩，白云质灰岩及粉晶灰岩、泥晶灰岩，一般为中厚层。下部常有紫红色碎屑岩夹层，中上部岩石层面多有波痕构造，产有双壳动物群化石[1]。岩性较脆，在后期应力作用下产生断裂和层间破碎虚脱空间，为成矿流体的运移和矿质的富集提供了有利的构造部位。

1 巷道掘进

1.1 巷道断面形式

结合大水金矿矿山地质和水文地质，根据近30年的生产经验，作用在巷道上的地压较小，且水平巷道的作用主要用来运输，因此优先选用三心圆拱形，这种断面形式的巷道利用围岩自稳结构来减少巷道的支护，从而将巷道的净空面积达到最有效利用，服务年限长，更能节约成本。

断面规格参数见图1。

图1 断面规格参数

1.2 凿岩机具

受巷道断面尺寸的限制，巷道凿岩一般采用YT-28气腿式凿岩机，该凿岩机凿孔孔径约为36mm～43mm，孔深一般小于2.5m。特点是应用普遍，设备轻，灵活，移动方便，但是作业条件差，劳动强度大[2]。

1.3 爆破工艺

（1）掏槽眼。该巷道断面的掏槽孔采用柱形掏槽，这种方法大小断面都适用，掏槽深度受巷道尺寸限制小，一般布置7个掏槽孔，梅花形布置，其中4个为空气孔，孔深2.5m。

（2）辅助眼和周边眼的布置。炮孔间距：辅助孔取0.6m，周边孔取0.8m，周边孔距巷道轮廓线取0.1m。

（3）炸药种类及用量。因采用湿式打眼，孔内有积水，因此选用2号岩石乳化炸药，采用导爆管起爆。

炸药用量：每一掘进循环爆破炸药用量Q=qSLη。

q-单耗（kg/m3)，岩石系数12-14之间，根据《采矿手册》炸药单耗取2.64kg/m3；S-巷道掘进断面（㎡）；L-炮眼深度（m）；η-炮眼利用率，一般取0.8-0.95，这里取0.95；故每一掘进循环爆破炸药用量Q=2.64×5.5×2.5×0.95=34.5（kg）。

孔网参数及药量计算表：

表1 孔网参数及药量计算表

（4）装填及起爆网络方式。①装药方式：采用连续装药。②起爆网络方式：采用导爆管，孔内微差起爆的网络连接形式，将炮孔内引出的导爆管分成若干束，每束导爆管捆连在一发导爆管传爆雷管上，将这些导爆管传爆雷管再集束捆连在上一级传爆雷管，直至用一发起爆雷管击发即可以起爆整个网络。③填塞：堵塞材料宜采用掘进时弃渣，不应采用腐殖土，炸药箱纸片相对密度较小的，端口封堵长度为0.4m。

1.4 爆破施工

施工要求：①施工前应对导爆管进行外观检查，导爆管不允许有破损，进水，封口不严。②炮孔内导爆管不应有接头。③起爆导爆管的雷管与导爆管捆扎端端头的距离不应小于15cm。

1.5 爆破安全距离

（1）爆破地震安全距离。根据萨道夫斯基公式：R=（K/V）1/aQ1/3式中R-观测点到爆源的距离（m）；K,a-与爆破条件，岩石特性等有关的系数，中硬岩K取250，a取1.8；Q-炸药量(kg)；V-介质质点的移动速度（cm/s），这里取2cm/s。得，爆破地震安全距离=（250/2）1/1.8×34.51/3=52.5m。

（2）冲击波安全距离。Rk=25Q1/3式中Rk-空气冲击波对掩体内避炮人员的安全距离；Q-炸药量，得出，冲击波安全距离Rk=25×34.51/3=80.4（m）。

1.6 装岩与运输

采用耙斗装岩机与0.75m3矿车和600电机车组成。

1.7 掘进通风

采用局扇进行机械通风，使爆破后工作面的炮烟和粉尘尽快排出，并提供足够的新鲜风流，改善劳动条件。

2 爆破危害控制与安全

（1）早爆事故预防。①严格遵守爆破安全规程，在爆破施工区严禁有明火；②严禁打残眼和旧眼；③不要在高温天气下进行爆破作业，避免高温环境造成早爆；④按爆破安全规程的要求进行爆破器材的运输、储存和废旧爆破器材的销毁。

（2）拒爆事故处理。①处理盲炮前应由爆破领导人定出警戒范围，并在该区域边界设置警戒，处理盲炮时无关人员不准许进入警戒区；②导爆管起爆网络发生盲炮时，应首先检查网络是否有破损或断裂，发现有破损或者断裂的应修复后重新起爆；③盲炮处理后，应仔细检查爆堆，将残余的爆破器材收集起来销毁，在不能确认爆堆五残留的爆破器材之前，应采取预防措施；④盲炮处理后应由处理者提交报告，说明产生盲炮的原因、处理的方法和结果、预防措施[3,4]。

（3）爆破粉尘的防治。①湿式凿岩。湿式凿岩是高压水经过凿岩机流过水针注射入钢钎到钻头，在钻眼过程中，水与石粉混合成泥浆流出，从而避免了粉尘外扬。湿式凿岩降尘率能达到80%。作业顺序是先开水再开风，先关风后关水。②喷雾洒水。喷雾洒水是在距工作面15m～20m处安装除尘喷雾器，在爆破前2min～3min打开喷水装置，爆破后30min左右关闭。另一种方法是在工作面前悬挂装水的水袋，盛水数十千克，水袋中放入少量的炸药，与装药同时起爆，以捕集合凝聚爆破所产生的粉尘。

（4）爆破有害气体的防治。①使用合格炸药，炸药组分的配比应当合理，尽可能做到零氧平衡。禁止使用过期，变质的炸药；②做好爆破器材防水处理，确保装药和堵塞质量，避免半爆、爆燃；③应保证足够的起爆能量，使炸药迅速达到稳定爆轰和完全反应；④井下爆破后加强通风。平巷掘进超过20米时，应采用机械通风。爆破后无论时隔多久，工作人员在下井之前，均应用仪表检测井底有害气体浓度，确保安全后方可进入工作面。