關(guān)于礦山一次爆破成井技術(shù)與應(yīng)用探討

雷 成，孫海帝

（湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司，湖南 郴州 423037）

本文介紹“一次成井”選擇柿竹園多金屬采礦場570--586分層西部K6處施工切割井，天井高度12.0米；并從鑿巖至最終起爆后，爆破效果良好。現(xiàn)階段在514—470分層P4C0處施工溜井，天井全高貫通43.5米，受孔偏率影響對工藝改造進(jìn)行控制。前期514分層、490分層、470分層施工天井聯(lián)絡(luò)硐室，采用分段鑿巖分段爆破一次成井。

1 爆破方案

（1）具體方案。為了改變傳統(tǒng)爆破成井技術(shù)中安全性低，施工強度大等問題，綜合分析了國際上先進(jìn)的天井掘進(jìn)施工建設(shè)經(jīng)驗，結(jié)合此次施工的現(xiàn)場實際情況，決定選擇570分層西部K6處天井實施，天井高度12.0米。設(shè)備采用QZJ100B型潛孔鉆機 1臺 鉆孔直徑110mm，YGZ90型鉆機 1臺 鉆孔直徑65mm。整個施工過程中，為項目制定了明確的階段性目標(biāo)，即施工一次成井較普通成井法施工天井臺效率提高百分之十、成本降低百分之十、施工一次成井高度最高可以達(dá)到十二米[1]。3個空孔不裝藥,孔深12.0,其它15個裝藥孔,孔深12.0。一次爆破達(dá)到設(shè)計深度。首先施工掏槽孔,然后施工空孔,最后施工周邊孔。孔深施工12米,與上水平不透。

（2）起爆順序與起爆網(wǎng)路。為了保證一次成井爆破的效果，對雷管延期時間的選擇必須慎重與合理，給巖石預(yù)留充分的移動時間，以保證施工安全性。在經(jīng)過相關(guān)公式的準(zhǔn)確計算后，選擇一段至十段新型非電毫秒雷管，孔內(nèi)設(shè)置延期起爆，在結(jié)合了國家相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)之上，結(jié)合以往的相關(guān)施工實驗案例，檢測施工現(xiàn)場有毒有害氣體濃度小于國家規(guī)定值，得出此次爆破施工方案切實可行。引爆雷管的過程中，隨時進(jìn)行有毒有害氣體濃度的檢查，控制有毒有害氣體濃度在安全范圍，同時加強爆破施工現(xiàn)場的通風(fēng)[2]。

炸藥在填塞過程中需要滿足以下幾個條件，首先距離間隔必須大于每個炸藥的粉碎圈半徑，以免爆炸過程中兩個炸藥的共同作用對同一區(qū)域的巖石產(chǎn)生不良影響，其次是在填塞過程中不能使炸藥受到外力的作用。

（3）安全管理措施。一次爆破成井技術(shù)中的安全管理措施主要根據(jù)鉆孔工藝、裝藥爆破和排矸支護(hù)三個方面進(jìn)行。在鉆孔工藝施工過程中，對機械與工藝的選擇決定了成井的成本和成井的工作效率，同時也影響施工過程中的安全性，目前在礦山的一次爆破成井施工過程中，可供選擇的機械有地質(zhì)鉆機、探水鉆機以及井下潛孔鉆機，這些機械都能滿足施工過程中對全深度炮孔的需求，將其與施工安全性結(jié)合起來，得出機械鉆孔的施工過程中應(yīng)滿足以下幾個條件：首先開孔定位精確，其次炮孔偏斜率必須滿足施工需求，最后施工過程需要根據(jù)巖石的性質(zhì)與特征進(jìn)行。裝藥爆破過程中需要確定爆破安全距離，經(jīng)過分析計算爆破地震波的危害半徑為四百八十米,根據(jù)現(xiàn)場實際情況,爆區(qū)周邊五百米內(nèi)沒有受影響的建筑物,但考慮到爆破可能會產(chǎn)生飛散物,因此,爆區(qū)周圍三百米內(nèi)的機械、設(shè)備要撤離,對爆區(qū)周圍三百米到五百米內(nèi)的機械、設(shè)備采取防護(hù)措施。對實驗場地周圍的地壓進(jìn)行計算可以保證排矸支護(hù)過程中的安全性。爆破過后的現(xiàn)場需要進(jìn)行封鎖，無關(guān)設(shè)備和其他人員嚴(yán)禁出入，保證排矸支護(hù)施工過程中的穩(wěn)定性，確保施工安全。

同時，爆破工作之間還應(yīng)采取有效的措施預(yù)防爆破地震，保障爆破地點周圍巷道的穩(wěn)定性，主要方式有：毫秒電雷管的間隔大于25ms，這樣能分離震動波形，減弱爆破地震相應(yīng)；采用不偶合緩沖裝藥結(jié)構(gòu)的周邊眼，不偶合系數(shù)為四，能減小孔壁上的應(yīng)力；結(jié)合施工地點的實際情況，對爆破現(xiàn)場周圍的巷道進(jìn)行提前加固處理，提高其對外力的抵抗能力。

最后，預(yù)防拒爆、早爆問題也是提高爆破過程中的重要安全管理措施，主要方法有：采用“三同”雷管和質(zhì)量好的炸藥,并用數(shù)字萬用表測量雷管電阻；用數(shù)字萬用表測量網(wǎng)路電阻；接線牢固,隨時用砂紙擦去接頭的氧化物；接線后最好用膠布將接頭包扎好,以防增大網(wǎng)路電阻和接觸巖；為防止管道效應(yīng),所有塑料管裝藥都要有導(dǎo)爆索串聯(lián)；認(rèn)真檢查起爆器質(zhì)量,并事先作電爆網(wǎng)路模擬試驗。

2 成果與分析

綜合天井掘進(jìn)爆破施工實驗分析，實驗過程中主要存在以下幾種難點工作， 由于鑿巖器械普遍存在鑿孔偏斜率，降低了爆破一次成井的鑿孔質(zhì)量，從而限制了爆破一次成井鉆孔深度。特別是鑿孔深度較大時（此次鑿孔分段高度22.7米），經(jīng)常出現(xiàn)孔底鉆孔相互貫穿或者造成孔底抵抗線的大幅增加，限制了深孔一次成井的高度。在鑿巖設(shè)備的選擇上，利用QZJ100B型潛孔鉆機施工存在鑿孔偏斜率的問題，主要表現(xiàn)在：受巖石堅固性系數(shù)的影響，堅固性越高的巖石產(chǎn)生偏斜率的幾率越大；潛孔鉆立柱偏斜；潛孔鉆槽鋼打鉆過程中擺動；潛孔鉆鉆桿及沖擊鉆打鉆過程中擺動等，針對這些施工難點提出的解決措施是：首先在QZJ100B型潛孔鉆機的立柱和槽鋼之間再加一根橫臂固定槽鋼不擺動。其次在槽鋼上加一個卡銷定位裝置，將鉆桿固定在槽鋼上，控制鉆桿擺動范圍。最后在鑿孔10米后，施工人員需控制好風(fēng)壓，利用沖擊鉆自然垂體的作用減速鑿孔，以提高鑿孔精度。最終，570分層零盤區(qū)K6巷切割井一次成井爆破已完成，爆破效果良好。為后期零盤區(qū)切槽回采創(chuàng)造了條件。

3 結(jié)語

綜上所述，天井掘進(jìn)是掘進(jìn)工作中最困難的一環(huán)，普通法掘進(jìn)天井勞動強度大，作業(yè)條件差，安全性低。最經(jīng)濟實用的掘進(jìn)方法是爆破一次成井。

參考國內(nèi)外相關(guān)爆破理論和爆破成井資料，綜合運用理論分析、現(xiàn)場實驗的方法與手段，對中深孔爆破一次成井技術(shù)開展系統(tǒng)與深入的研究，在施工過程中分析機械、施工方法、施工參數(shù)以及施工現(xiàn)場的實際情況，明確起爆順序與起爆網(wǎng)路，做好爆破安全施工管理工作，可有效解決普通掘進(jìn)天井方法帶來的弊端和隱患，提高施工安全性，促進(jìn)礦山一次爆破施工成井施工技術(shù)的發(fā)展。