光面爆破技術在采場切采中應用

鄒志晴

（中金嶺南股份有限公司凡口鉛鋅礦，廣東 韶關 512325）

光面爆破控制技術通過合理布孔、調整裝藥結構、合理布置爆破段位使爆破后巖體保持穩定，爆破后不產生或很少產生爆震裂隙，原有的構造裂隙不因爆破而有所擴展，增強了圍巖自身的承載力，特別是對于松軟破碎巖層其作用和效果尤為顯著。因而可有效地保證施工安全，為快速施工創造了有利條件。

1 光面爆破在采場切采中應用

凡口鉛鋅礦主要采用盤區機械化上向中深孔分層充填采礦法進行，采場回采寬度一般控制在8.0m左右，采場礦體經規劃設計回采后先施工拉底巷，拉底巷寬度約3.0m左右，采場拉底巷施工到位后，需對采場兩幫或一幫進行切采，為后續機械化采礦創造足夠補償空間；為保證采場切采效果需要先施工好自由面；為了保證切采后，采場頂板平整，不負坨，形成良好板板窿形及穩定頂板結構，采用光爆破技術進行控幫控頂。

1.1 采場切采光面炮孔布置

切采炮孔排距為0.8m~0.9m，每排布置4~5個柱子孔；孔距：由下往上1~4個柱子孔間距為0.8m~1.1m，最上頂板孔為光面孔，光面層厚度為0.3m~0.6m，光面孔與巷道頂板間高度不超過0.3m，巖質軟弱、裂隙發育者，頂板光面眼距應小而光面層厚度應大；巖質堅硬、穩定的巖石上，頂板光面孔距應大而光面層厚度應小；炮孔均為水平孔，向自由面方向傾斜80度施工。頂板層必須套氣腿，確保頂板孔施工成水平孔。具體施工方式可根據采場現場實際空高及切采深度分為以下幾種情況。

1.1.1 采場高度3.0m高切采深度少于2.0m

圖1 炮孔布置正視圖

圖2 炮孔布置俯視圖

采場頂板平整有3.0m左右高，頂板可施工平巷孔的采場，每排按照4個炮孔進行施工，頂板炮孔為平行光面孔，光面孔開孔高度2.9m，孔深及角度與同排炮孔一致。中間炮孔為間距為1.1m~1.2m，光面孔距最上炮孔距離約0.5m~0.6m；具體炮孔布置圖如上正、俯視圖。具體炮孔布置示意圖見圖3：a為光面層厚度0.5m,b為孔間距1.2m，c為排間距0.8m

圖3 空間高度≥3.0m，切采深度≤2.0m布孔示意圖

1.1.2 采場頂板不平整且高度小于2.9m

采場頂板高度小于2.9m且頂板不平整，頂板無法施工平行炮孔，則按照每排5個炮孔進行施工，頂板為光面淺孔；此種情況可根據礦巖實際硬度再重新考慮具體施工光面炮孔方式。

巖層硬度較大，巖石堅固性系數 f = 12～14，采用加密光面炮孔的方式進行施工，具體炮孔布置示意如圖4，炮孔間距為0.8m,排間距為0.8m,光面層厚度為0.4m，光面炮孔間距為0.4m,光面眼開孔高度為2.8m左右，光面層炮孔要求盡量施工平整若條件有限可適當往上抬控制在5°左右，且施工炮孔角度與正常炮孔一致，孔深施工至正常炮孔深度一半即可(以2.0m孔深為例，光面炮孔施工深度1.0m深即可)，均往自由面傾斜80°左右施工。

巖層硬度較小，巖石堅固性系數f = 10～12，采用間隔施工光面炮孔，具體炮孔布置示意如圖5，炮孔間距為0.8m,排間距為0.8m,光面層厚度為0.4m，光面炮孔間距為0.8m,光面眼開孔高度為2.8m左右，且施工炮孔角度與正常炮孔需要存在一定差異，光面孔往自由面傾斜45°左右施工且與下部柱子孔深度一致(以切采2.0m深為例，光面炮孔需要施工至2.0m深)，保證光面孔底位于往前間隔炮孔上方。

圖4 空間高度≤2.9m，切采深度布孔示意圖，加密施工頂板光面孔

圖5 空間高度≤2.9m，切采深度布孔示意圖，間隔施工光面孔

2 切采炮孔裝藥結構及起爆順序

裝藥結構就是炸藥在炮孔內被安置的方式,對實際的爆破效果有著重要的影響。使用不同的裝藥結構主要是為了按照工程實際的需求來調節炸藥的能量分布,以期達到較為理想的控制效果，針對不同的光面炮孔布置手段采取不同的裝藥結構，以達到控幫控頂的效果；主要采用間隔裝藥進行。

2.1 裝藥結構

由下往上除光面孔以外柱子孔采用連續裝藥，采用2號巖石乳化炸藥進行，每孔采用7條F37mm直徑藥卷(2.0m孔深)，見圖6，孔口留0.1m填塞炮泥；最上面光面孔采用不連續裝藥，光面淺孔采用連續裝2條F37mm直徑藥卷，孔底及孔口各一條F37mm直徑藥卷，孔口留0.1m填塞炮泥，見圖7；光面淺孔采用連續裝3條F37mm直徑藥卷見圖8。

圖6 柱子孔裝藥結構示意圖

可施工正常光面直孔裝藥結構：

圖7 光面孔裝藥結構示意圖

光面淺孔裝藥結構：

圖8 光面淺孔裝藥結構示意圖

2.2 起爆順序

采用毫秒高精度雷管進行起爆，由下往上3~4個柱子孔同排同段向自由面方向起爆，為減少頂板光面炮孔爆破后對頂板結構破碎，頂板光面孔每4~5排作為光面層同段下壓起爆，見圖9、10。

圖9 采場切采雷管段位布置圖

圖10 采場切采雷管段位布置圖

切采過程中，光面孔以下炮孔均往自由面提前起爆，為頂板光面炮孔創造足夠補償空間，光面孔多排一起起爆。

3 結論

光面爆破技術在采場切采中應用，爆破后成型規整，符合設計輪廓要求，特別在松軟巖層中更能顯示出光面爆破的作用。光面爆破后通常可在新形成的壁面上殘留清晰可見的半邊孔壁痕跡，大大減少后續采場松石作業量，節省時間，能夠提高作業效率。爆破后使巖體保持穩定，爆破后不產生或很少產生爆震裂隙，原有的構造裂隙不因爆破而有所擴展，增強了圍巖自身的承載力，特別是對于松軟破碎巖層其作用和效果尤為顯著。因而可有效地保證施工安全，為后續安全快速施工創造了有利條件。通過加強對員工光面爆破技術培訓，加強驗收及獎罰力度，大大提高了作業效率。