草楼矿垂直扇形中深孔拉底参数优化

王 昭

（中国华冶科工集团有限公司安徽杜达分公司，安徽 六安 237000）

最小抵抗线是中深孔爆破的主要参数，最小抵抗线的大小会影响总体爆破效果。最小抵抗性低时会消耗大量炸药，消耗工程较大经济投入，在新工程中需要合理的确定中深孔的最小抵抗线。草楼矿二期工程矿体较为厚大，普氏系数为10～12，为坚硬岩石，裂隙发育中等，岩体稳固性较好，水平厚度为120m左右，采场垂直矿体走向布置，矿块宽度36m，均分为矿房和矿柱，采用VCR采矿法，底部采用垂直扇形中深孔拉底，正常回采时使用大直径深孔侧向崩矿方式。出矿结构为平地堑沟形式，单侧出矿进路，根据矿房规格，设计拉底宽度为18m，拉底高度为15m，边孔坡面角为45°～52°。

1 爆破试验

1.1 总体方案

为保证日常矿山生产各道工序作业顺利进行，爆破试验期间，中深孔施工设计参数对前期参数进行调整，对排位间距1.3m进行实验。单排炮孔由原15孔调整为13孔，孔底距1.8m；单排爆破崩矿691.6吨，每米炮孔崩矿量4.2t/m，炸药单耗0.56kg/t（不包括返粉损耗）。根据试验区矿块实际情况，考虑爆破试验各进路相互影响因素，为取得较好试验效果，设计通过各进路开始排位调整，将爆破试验各炮排在走向拉齐。爆破试验排间距遵循由小到大过程，依次为1.3m、1.4m、1.5m、1.6m。每条进路各级排间距布置2排，这样每级排间距炮排试验8排。另外考虑到1.5m和1.6m两级排间距较大，若爆破不成功，后期处理相当危险，设计时在其试验排后1.0m处增加一备用炮排，若试验排爆破不成功，启动其备用炮排。

本次试验炮排设计孔底距1.8m，设计单排13孔，孔径65mm，每排炮孔总长163.43m，具体炮孔各级排间距试验炮排经济参数见下表。

表1 中深孔爆破试验技术参数表

该试验排爆破每次每条进路沿走向拉齐，各爆破一排，单排同段，进路间孔内微差延时一次起爆；爆破所用炸药为建设单位提供的粒状乳化铵油炸药。

1.2 试验分析

本次爆破试验总体上按设计方案要求实施，本次爆破过程及爆破后出矿效果安排专人记录，统计整理。各级排间距炮排爆破试验实际情况如下。

（1）排距1.3m炮排，共计爆破试验记录3排，分别为05进路第6排，06进路第8排，07进路第10排。各排爆破成功，出矿爆堆块度偏小；3排共计爆破崩落矿量2074.8t，消耗炸药1245kg（不计返粉），平均每米炮孔崩矿量4.2t，炸药单耗0.6kg/t。

（2）排距1.4m炮排，共计爆破试验记录6排，分别为05进路第7、8排，06进路第9、10排，07进路第11、12排。各排爆破成功，出矿爆堆块度大部分100mm～300mm，出矿爆堆块度较小；6排共计爆破崩落矿量4468.8t，消耗炸药2500kg（不计返粉），平均每米炮孔崩矿量4.6t，炸药单耗0.56kg/t。

（3）排距1.5m炮排，共计爆破试验记录5排，分别为05进路第9排，06进路第11、13排，07进路第13、15排。各排爆破成功，出矿爆堆块度大部分300mm～500mm，块度适中；5排共计爆破崩落矿量3990t，消耗炸药2075kg（不计返粉），平均每米炮孔崩矿量4.9t，炸药单耗0.52kg/t。

（4）排距1.6m炮排，共计爆破试验记录2排（其它各排由于装药时工人误将其前备用炮排装入炸药，达不到爆破试验目的，未作统计），分别为05进路第15排，07进路第19排。各排爆破成功，爆堆初期出矿块度100mm左右，中期块度400mm左右，后期块度500mm～700mm左右，块度不均匀，部分块度稍微偏大。2排共计爆破崩落矿量1702t，消耗炸药680kg（不计返粉），平均每米炮孔崩矿量5.2t/m，炸药单耗0.4kg/t。

1.3 试验结果

通过以上各级排间距炮排现场爆破试验，实际检验了各级爆破参数在生产应用中的效果，基本达到了本次爆破试验目的。爆破试验过程中随着排距级别的增加，装药密度有所增加，炸药单耗波动不大，基本控制在0.4kg/t～0.52kg/t；出矿块度随着排距的增加总体有所增大，但基本控制在600mm以下，大块率较低。通过以上分析可以看出，生产中深孔排距控制在1.5m～1.6m较为合适。该矿区后期采场中深孔设计根据现场实际矿岩情况，可在排距1.5m及1.6m各爆破参数组中选择合适参数。

2 现场施工

2.1 孔网设计

中深孔布置：孔底距1.8m，排距1.5m；垂直扇形孔布置，每排13孔，孔径65mm。拉槽孔排面与切割井长轴平行，与矿房孔排面垂直，矿体有转折时，转折处排距适当减小，排面逐步变向。

（1）切割槽布置于矿房中心偏下盘位置。

（2）切割井超出中孔槽区高度1000mm以上，确保中孔拉槽高度，中深孔槽区超出正常拉底高度500mm以上，保证中孔拉底效果。

2.2 中深孔施工

中深孔施工过程中需要保证一定的准确率，偏斜率过大会造成拉底时拒爆悬顶、爆破深度不够，爆破提前衰减等影响。为保证深孔偏斜率，具体措施如下。

（1）施工前，由测量人员现场标定排位和顶部支撑点，然后安装调整好钻机位置。

（2）开孔时，严格控制钻孔速度，当开孔至100mm～200mm时，采用角度规对于钻孔重新校核定位。当钻进至裂隙、断层和破碎区域时，降低冲击冲压及转进速度，防止出现通孔或底孔抵抗线过大的现象。

（3）钻孔完成以后，采用角度规对中深孔进行检测，当中深孔角度及深度不符合设计要求时，需进行补孔，及时将作废的空孔进行充填或阻塞。

2.3 装药爆破

（1）切割槽爆破

切割槽一次爆破完成，孔口采用φ40×400mm柱状药卷作为起爆药，配两发同段别非电毫秒微差导爆管雷管，正向孔口起爆，留0.6m～0.8m堵塞炮泥。

（2）拉底爆破：

单次爆破排数为6～8排，孔口敷设起爆药包、导爆管，要保证装药密实，以免冲炮。装药后应用炮泥堵塞，堵塞长度不得少于26cm，并用木楔子楔紧。采用非电毫秒微差导爆管雷管复式起爆，正向孔口起爆。

（3）炸药单耗：根据中孔爆破设计，炸药单耗0.52kg/t。

图1 起爆网络

（4）采矿生产主要技术经济指标

采矿主要技术经济指标见下表：

表2 中深孔采矿生产主要技术经济指标表

3 试验结果

通过实验研究，调整扇形中深孔排距，合理选择最小抵抗线，可以保证中深孔拉底效果，降低爆破单耗，爆破后矿堆块度合理，爆破危害效应小，减少了爆破对进路的损坏，为矿山开采生产提供可靠的技术支持。