桶形掏槽在淄博某礦山巷道掘進中的應用

邱慎前，邱 飛，張蓉蓉，王加磊

(山東耐火材料集團有限公司王鋁分公司， 山東 淄博 255311)

應用研究·非金屬礦山·

桶形掏槽在淄博某礦山巷道掘進中的應用

邱慎前，邱 飛，張蓉蓉，王加磊

(山東耐火材料集團有限公司王鋁分公司， 山東 淄博 255311)

粘土礦礦石相對質(zhì)地較軟、硬度小，掘進巷道頂板及兩幫易受爆破震動沖擊的影響，造成巷道頂板不穩(wěn)固和溜幫現(xiàn)象。通過改進爆破技術，改變巷道掘進的掏槽眼布置方式，很好地解決了這一問題，減少了巷道維護費用，提高了巷道安全性，巷道掘進規(guī)格更加符合設計要求。

桶形掏槽； 炮眼布置； 巷道掘進

1 前言

淄博某粘土礦設計年產(chǎn)量為30萬t，采用崩落法采礦，采準巷道掘進形式為沿脈布置，巷道掘進中由于受斷層及破碎帶的影響，加上爆破振動的影響，增加了巷道的不穩(wěn)固性，巷道掘進的維護費用增加。為解決粘土礦山巷道掘進維護費用高、巷道不穩(wěn)固的現(xiàn)狀，確保巷道掘進的安全，通過改進巷道爆破技術，即掏槽方式由楔形掏槽改為直眼桶型掏槽，減小了爆破振動給巷道帶來的破壞，提高了掘進巷道的穩(wěn)定性，使巷道更加符合設計要求和規(guī)范。

2 礦山概況

淄博某粘土礦為沉積巖型礦床，礦體產(chǎn)狀為近似層狀產(chǎn)出，屬于單一緩傾斜薄礦體，傾角9°～20°，平均15°，礦體厚度在0.5～3m不等，峰值厚度可達到5m左右。頂板為鋁土巖，底板為硬質(zhì)粘土或砂巖、紫色頁巖等，粘土礦石質(zhì)地細膩，有光澤，用手觸摸有滑膩感，普氏硬度系數(shù)在f=4～6，節(jié)理裂隙發(fā)育，地質(zhì)構造以走向、近走向及傾向斷層為主，水文地質(zhì)簡單，地下水以裂隙水形式存在，地表水為山區(qū)雨季地表水，泄洪條件好，且地表及地下無大的水體和地質(zhì)災害因素影響采礦和巷道掘進。

3 原爆破方式

礦山采準巷道斷面形式為三心拱[1]，單軌巷道規(guī)格為2 300mm×2 200mm(寬×高)，局部雙軌串車場斷面為3 500mm×2 500mm(寬×高)。巷道打眼采用YT24氣腿式鑿巖機。

3.1 掏槽眼布置

掏槽眼為水平楔形掏槽4個眼，如圖1。由于受巷道空間的限制，角度一般控制在水平角75°左右，掏槽眼距在600～1 000mm，炮眼長度在1 300mm，深度在1 255mm。

圖1 楔形掏槽布置示意圖(單位：mm)

3.2 炮眼數(shù)目

長期以來，由于作業(yè)人員進行鑿巖時習慣于少打眼(一般13個眼)，單孔裝藥量大，而且只布置掏槽眼、頂眼和底眼，沒有輔助眼。且沒有根據(jù)斷面大小并根據(jù)炮眼數(shù)目經(jīng)驗計算公式進行計算，導致炮眼布置不合理，影響了炮眼利用率，巷道超挖或欠挖現(xiàn)象嚴重，浪費爆破材料，增加了掘進成本。

3.3 炮眼深度及角度

由于打眼數(shù)目少，隨意性大，打眼的深度和角度偏差很大，炮孔孔底不能落在同一豎平面上，頂眼上挑角度大，豎面角度小于75°左右，底眼下插的豎面角度在75°左右，如圖2所示。

圖2 頂?shù)籽鄄贾檬疽鈭D(單位：mm)

4 優(yōu)化爆破方案

按照設計斷面2 300mm×2 200mm(寬×高)布置炮眼，巷道斷面積為5m2。

4.1 掏槽眼

5孔中間空眼直眼桶型掏槽，由于垂直桶型掏槽不受掘進空間的限制，炮眼深度可達到1 500mm，長度與深度一樣，眼底落在同一平面內(nèi)。中空眼作為爆破的補償空間，為裝藥眼提供自由面，提高了掏槽的爆破效果[2]，如圖3所示。

圖3 桶形掏槽眼布置示意圖(單位：mm)

4.2 增加輔助眼 優(yōu)化頂?shù)籽鄄贾?/p>

增加輔助眼，擴大了槽腔的空間，為周邊眼的爆破加大了補償自由面[3]，對頂?shù)籽鄞蜓劢嵌冗M行了合理調(diào)整，如圖4所示。

圖4 優(yōu)化炮孔布置示意圖(單位：mm)

4.3 炮眼數(shù)目(N)

4.4 裝藥量計算

(1)掏槽眼。根據(jù)查表，線裝藥密度取0.4kg/m,單孔裝藥量為q=0.4×1.5=0.6kg,4個掏槽眼共裝藥0.6kg×4=2.4kg。

(2)輔助眼。眼深1 300mm,布置3個輔助眼，抵抗線變小，相應的裝藥量減小，按線裝藥密度0.35kg/m計算，1 300/1 000×0.35=0.455kg,合計裝藥量為3×0.455=1.37kg。

(3)周邊眼(頂眼和幫眼)。眼深1 300mm，按照線裝藥密度0.4kg/m,1 300/1 000×0.4=0.52kg,周邊眼裝藥合計為0.52×6=3.12kg。

(4)底眼。布置3個底眼，眼深1 300mm,線裝藥密度按照0.45kg/m。單孔裝藥量為0.45×1 300/1 000=0.585kg，合計為0.585×3=1.76kg。

每循環(huán)進尺總裝藥量為8.65kg。

5 網(wǎng)路起爆方式及實施效果

采用串聯(lián)網(wǎng)路起爆方式，采用第一系列毫秒電雷管(1～10段)，滿足了各段起爆時間間隔。

通過改進爆破掏槽方式，掘進班循環(huán)進尺由改進前的1.0m提高到1.3m,炸藥單耗由1.45kg/m3降低到1.34kg/m3,巷道掘進斷面規(guī)格符合設計要求，超欠挖現(xiàn)象明顯改善，爆破振動對圍巖的破壞明顯減少，提高了圍巖的穩(wěn)固性，特別是對于穩(wěn)固性差的巖性，效果更佳。改進前后主要爆破技術指標見表1。

6 結(jié)語

改進掘進掏槽方式以及炮眼布置形式，提高了班循環(huán)掘進進尺，降低了炸藥單耗，減小了爆破振動對巷道圍巖的破壞，巷道超欠挖現(xiàn)象得到明顯改善，使巷道施工更加符合設計要求，降低了巷道的支護費用，節(jié)約了支護成本，在同類礦山中具有一定的借鑒意義。

表1 改進前后主要爆破技術指標對比

[1] 周昌達.井巷工程[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1994.

[2] 陶頌霖.鑿巖爆破[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1986.

[3] 王昌龍,韋性平,馬成俊.光面爆破在陜西某銅礦巷道掘進中的應用[J].現(xiàn)代礦業(yè),2016，(2).

Application of barrel cut in roadway driving in a mine in Zibo

The clay ore is relatively soft and has low hardness. The roof and both sides of the roadway are easily affected by blasting and which making the roof unstable and sides slip. Through improving the blasting technology and changing holes cutting pattern, these problems were successfully solved, and which reduced the maintenance cost and improved the roadway safety. The roadway drivage specification was more accord with the design requirement.

barrel cut; hole layout; roadway drivage

1672-609X(2017)02-0059-02

TD263

B

2016-09-01

邱慎前(1965-)，男，山東淄博人，工程師，主要從事采礦技術和爆破技術研究指導工作。