大直徑深孔爆破在厚大礦體采場切割立槽中的應用

張伶年，尹彥波

(長沙礦山研究院有限責任公司，　湖南 長沙　410012)

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大直徑深孔爆破在厚大礦體采場切割立槽中的應用

張伶年，尹彥波

(長沙礦山研究院有限責任公司，湖南 長沙410012)

摘要：柴山鉬鉍鎢多金屬礦厚大礦體采用大直徑深孔階段空場嗣后充填法進行回采，對采場(N1-7)切割立槽爆破方案做了詳細的設計，包括炸藥量消耗、裝藥結構、起爆網絡，并計算了安全距離，得到沖擊波最小安全距離546 m，地震波安全距離29 m，爆破毒氣的安全距離218 m，該大直徑深孔爆破設計取得了良好的爆破效果，與預期爆破經濟技術指標一致。

關鍵詞：厚大礦體；大直徑深孔爆破；切割立槽

0引言

柴山鉬鉍鎢多金屬礦厚大礦體一步驟采用大直徑深孔階段空場嗣后充填采礦法進行回采，采場(N1-7)采用大直徑(Φ165)深孔鑿巖，配置CS150D鉆機。采場鑿巖邊界74.3 m×15 m，縱向沿走向布置五列，編號為1～5，橫向沿走向布置28排，編號為C1～C28。炮孔列距3.75 m，排距為2.8 m，采場采用切割天井拉槽，爆破范圍為C1～C4的第1～4列孔和輔助切割天井拉槽深孔T1～T8，間距2.15 m，共27個孔，爆破實際總深259 m。采場共計148個孔，總孔深5806.74 m

1工程概況

本次爆破設計為 N1-7 采場 450 m 中段切割立槽，爆破地點位于 400 m中段 N1-7 采場內，炮孔均位于礦體內。本次爆破全部為下向垂直炮孔，C1、C2、C3間排距為2.15 m，C3與C4間排距為2.8 m；孔間距一般為3.75 m。設計與實際施工的炮孔位置偏差較大，具體炮孔位置見圖1。

圖1　深孔爆破炮孔實測平面

2爆破設計

2.1炸藥量計算及其材料消耗

計算炮孔每米裝藥量： q=π×r2×l×p=19.42 kg。

裝藥密度根據經驗數據取為1.10 g/cm3，計算每米裝藥量為19.43 kg。實際每米裝2 個Φ145 mm×500 mm(600 mm)藥包，單個藥包重約為10 kg，每米裝藥量為20 kg。

本次拉槽崩礦量約3063.46 t，需要炸藥2790.00 kg ( 含試爆 240 kg)，炸藥單耗 0.91 kg/t。爆破施工設計基于施工實際，作了以下調整。

(1) 由于 N1-7 采場東端第一次矩形拉槽爆破先孔裝底藥后再逐孔裝藥，底藥自上向下滑落，有近 1～2 m 拉底礦石未被爆落，因此本次設計爆破對其個別孔藥量進行了調整。

(2) 由于切割天井 處炮孔位置相對 較遠，其它相鄰 炮孔距離較近，施工炮孔與設計炮孔位置相差較大，逐孔單段起爆會破壞周邊炮孔孔口，為確保起爆后裝藥安全可靠，設計全孔分段爆破更改為分層爆破切槽。

每孔每層藥裝 2個MS 雷管，合計156 發(含起爆雷管 2 發)。孔外延時雷管 2 發。

2.2裝藥結構設計

本次爆破用藥包規格Φ145 mm×50 cm，重量10 kg/包，起爆雷管裝入中間乳化炸藥藥包中。孔底用炮孔堵頭堵塞后，裝1.5 m砂后，再間隔裝藥1.5 m，每層裝3～4個藥包，裝藥長1.5～2.0 m，間隔段用砂充填，孔口堵塞長2.0 m，裝藥結構見圖2。

圖2　炮孔裝藥結構

2.3起爆網絡設計

起爆方式：延時雷管—導爆管雷管—導爆索—導爆管雷管，復式起爆網絡。

孔內3層藥柱間分段爆破，2層藥柱均采用雙發導爆管雷管起爆，下層超前上層起爆。炮孔起爆順序見圖3。

圖3　炮孔起爆順序

爆破網絡用1發導爆管雷管引至采場外安全點延時起爆，確保爆破時井下人員全部安全撤離至地表，設備撤至100 m外安全點。起爆網路采用并聯，孔外導爆管按排分組，爆破網絡示意圖見圖4和圖5。

2.4爆破技術經濟指標

根據以上設計，在采場(N1-7)中實施大直徑深孔爆破，獲得技術經濟指標為：爆破4排深孔寬7.10 m；爆破補償空間247.64 m3(孔底至爆堆高不得小于3 m)；分層爆破礦體體積942.60 m3；爆破補償系數1.26；爆破孔深總計259.00 m，含試爆13 m；爆破炸藥消耗2790.00 kg，含試爆240 kg；分層爆破礦石量3063.46 t；切割立槽爆破孔數27.00個；切割立槽爆破單耗0.91 kg/t；切割立槽爆破每米崩礦量11.83 t/m。

圖4　起爆網絡連接

圖5　炮孔爆破網絡連接

2.5安全距離計算

(1) 沖擊波安全距離：

式中：RK——最小安全距離，m；

KK——安全系數，取40(對于一般建筑物取70，人員取25～60)；

Q——本次爆炸的炸藥總重量，2550 kg。

確定爆破作業點附近無重要設備、建筑物，離地表出口距離在安全距離外，沖擊波不會造成破壞作用。

(2) 地震波安全距離：

式中：q——微差爆破取最大一段藥量，320 kg(單段最大裝藥量)；

v——保護對象質點允許的速度(中等堅硬巖石取20 cm/s)；

k——中硬巖石取值150～250，本次根據經驗取200；

α——取1.5～1.8，本次根據經驗取1.6。

本次爆破屬井下爆破，作業點附近巖石比較穩固，無重要構筑物；距地表直線距離約400 m，且對應地表無需要保護的設施；地震波所造成的危害可以不考慮。

(3) 爆破毒氣影響范圍 ：

式中：Rg——爆破毒氣的安全距離，m；

Q——爆破總炸藥量，1.81 t；

Kg——系數，平均值160。

爆破作業點離地表出口水平距離約400 m，下井作業前需要進行有害氣體的檢測，達到安全值后方可下井作業。

3結論

大直徑深孔爆破在柿竹園柴山多金屬礦厚大礦體采場切割槽爆破中得到了成功的應用，取得了良好的爆破效果，與爆破方案設計中的爆破經濟技術指標一致，在安全技術與防護措施上做得到位，安全狀況良好。此爆破方法在別的厚大礦體采場爆破中能得到推廣應用。

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作者簡介：張伶年(1971-)，男，湖南桃江人，高級工程師，主要從事采礦技術研究工作，Email:zlnzsj@163.com。