大水金礦水平巷道斷面爆破設計

許 赟

（甘肅省地礦局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730050）

礦區內分布的地層單一，巖相屬海陸交互相碳酸鹽巖建造。巖性為一套脆性的白云巖，白云質灰巖及粉晶灰巖、泥晶灰巖，一般為中厚層。下部常有紫紅色碎屑巖夾層，中上部巖石層面多有波痕構造，產有雙殼動物群化石[1]。巖性較脆，在后期應力作用下產生斷裂和層間破碎虛脫空間，為成礦流體的運移和礦質的富集提供了有利的構造部位。

1 巷道掘進

1.1 巷道斷面形式

結合大水金礦礦山地質和水文地質，根據近30年的生產經驗，作用在巷道上的地壓較小，且水平巷道的作用主要用來運輸，因此優先選用三心圓拱形，這種斷面形式的巷道利用圍巖自穩結構來減少巷道的支護，從而將巷道的凈空面積達到最有效利用，服務年限長，更能節約成本。

斷面規格參數見圖1。

圖1 斷面規格參數

1.2 鑿巖機具

受巷道斷面尺寸的限制，巷道鑿巖一般采用YT-28氣腿式鑿巖機，該鑿巖機鑿孔孔徑約為36mm～43mm，孔深一般小于2.5m。特點是應用普遍，設備輕，靈活，移動方便，但是作業條件差，勞動強度大[2]。

1.3 爆破工藝

（1）掏槽眼。該巷道斷面的掏槽孔采用柱形掏槽，這種方法大小斷面都適用，掏槽深度受巷道尺寸限制小，一般布置7個掏槽孔，梅花形布置，其中4個為空氣孔，孔深2.5m。

（2）輔助眼和周邊眼的布置。炮孔間距：輔助孔取0.6m，周邊孔取0.8m，周邊孔距巷道輪廓線取0.1m。

（3）炸藥種類及用量。因采用濕式打眼，孔內有積水，因此選用2號巖石乳化炸藥，采用導爆管起爆。

炸藥用量：每一掘進循環爆破炸藥用量Q=qSLη。

q-單耗（kg/m3)，巖石系數12-14之間，根據《采礦手冊》炸藥單耗取2.64kg/m3；S-巷道掘進斷面（㎡）；L-炮眼深度（m）；η-炮眼利用率，一般取0.8-0.95，這里取0.95；故每一掘進循環爆破炸藥用量Q=2.64×5.5×2.5×0.95=34.5（kg）。

孔網參數及藥量計算表：

表1 孔網參數及藥量計算表

（4）裝填及起爆網絡方式。①裝藥方式：采用連續裝藥。②起爆網絡方式：采用導爆管，孔內微差起爆的網絡連接形式，將炮孔內引出的導爆管分成若干束，每束導爆管捆連在一發導爆管傳爆雷管上，將這些導爆管傳爆雷管再集束捆連在上一級傳爆雷管，直至用一發起爆雷管擊發即可以起爆整個網絡。③填塞：堵塞材料宜采用掘進時棄渣，不應采用腐殖土，炸藥箱紙片相對密度較小的，端口封堵長度為0.4m。

1.4 爆破施工

施工要求：①施工前應對導爆管進行外觀檢查，導爆管不允許有破損，進水，封口不嚴。②炮孔內導爆管不應有接頭。③起爆導爆管的雷管與導爆管捆扎端端頭的距離不應小于15cm。

1.5 爆破安全距離

（1）爆破地震安全距離。根據薩道夫斯基公式：R=（K/V）1/aQ1/3式中R-觀測點到爆源的距離（m）；K,a-與爆破條件，巖石特性等有關的系數，中硬巖K取250，a取1.8；Q-炸藥量(kg)；V-介質質點的移動速度（cm/s），這里取2cm/s。得，爆破地震安全距離=（250/2）1/1.8×34.51/3=52.5m。

（2）沖擊波安全距離。Rk=25Q1/3式中Rk-空氣沖擊波對掩體內避炮人員的安全距離；Q-炸藥量，得出，沖擊波安全距離Rk=25×34.51/3=80.4（m）。

1.6 裝巖與運輸

采用耙斗裝巖機與0.75m3礦車和600電機車組成。

1.7 掘進通風

采用局扇進行機械通風，使爆破后工作面的炮煙和粉塵盡快排出，并提供足夠的新鮮風流，改善勞動條件。

2 爆破危害控制與安全

（1）早爆事故預防。①嚴格遵守爆破安全規程，在爆破施工區嚴禁有明火；②嚴禁打殘眼和舊眼；③不要在高溫天氣下進行爆破作業，避免高溫環境造成早爆；④按爆破安全規程的要求進行爆破器材的運輸、儲存和廢舊爆破器材的銷毀。

（2）拒爆事故處理。①處理盲炮前應由爆破領導人定出警戒范圍，并在該區域邊界設置警戒，處理盲炮時無關人員不準許進入警戒區；②導爆管起爆網絡發生盲炮時，應首先檢查網絡是否有破損或斷裂，發現有破損或者斷裂的應修復后重新起爆；③盲炮處理后，應仔細檢查爆堆，將殘余的爆破器材收集起來銷毀，在不能確認爆堆五殘留的爆破器材之前，應采取預防措施；④盲炮處理后應由處理者提交報告，說明產生盲炮的原因、處理的方法和結果、預防措施[3,4]。

（3）爆破粉塵的防治。①濕式鑿巖。濕式鑿巖是高壓水經過鑿巖機流過水針注射入鋼釬到鉆頭，在鉆眼過程中，水與石粉混合成泥漿流出，從而避免了粉塵外揚。濕式鑿巖降塵率能達到80%。作業順序是先開水再開風，先關風后關水。②噴霧灑水。噴霧灑水是在距工作面15m～20m處安裝除塵噴霧器，在爆破前2min～3min打開噴水裝置，爆破后30min左右關閉。另一種方法是在工作面前懸掛裝水的水袋，盛水數十千克，水袋中放入少量的炸藥，與裝藥同時起爆，以捕集合凝聚爆破所產生的粉塵。

（4）爆破有害氣體的防治。①使用合格炸藥，炸藥組分的配比應當合理，盡可能做到零氧平衡。禁止使用過期，變質的炸藥；②做好爆破器材防水處理，確保裝藥和堵塞質量，避免半爆、爆燃；③應保證足夠的起爆能量，使炸藥迅速達到穩定爆轟和完全反應；④井下爆破后加強通風。平巷掘進超過20米時，應采用機械通風。爆破后無論時隔多久，工作人員在下井之前，均應用儀表檢測井底有害氣體濃度，確保安全后方可進入工作面。