爆破一次成井技术探讨

摘要：通过分析该矿岩石构造情况及溜井施工工艺， 结合现有

设备， 从理论上论证并实施爆破一次成井的可行性，并进一步确定爆破方案的布孔方式、装药结构、炮孔爆破参数等。

关键词：中深孔 一次爆破成井 技术

矾山磷矿属于岩浆岩型磷铁共生矿床，主要磷矿体有三条：Ⅰ号、Ⅱ号和Ⅲ号矿体，超贫磁铁矿体三条：CTⅠ、CTⅡ、CTⅢ。本矿区成矿母岩——矾山杂岩体具有明显似层状结构，致矿体、夹石及顶底板围岩力学强度的差异性，其特征是顶板硬、矿层软、夹石硬、直接底板软、间接底板硬；矿体及其顶底板软硬岩层交替出现使矿岩力学性质复杂多变；在采矿生产过程中，由于顶板坚硬不易崩落，极易形成沿矿体（磷灰石岩）及直接底板软弱层抽冒。

矿岩的主要物理力学参数：①矿石体重：3.27t/m3；②围岩体重：3.26t/m3；③矿石硬度系数：f=6～8；④围岩硬度系數：f=8～10；⑤矿岩松散系数：1.60。

1 溜井施工现状

该矿溜井采用普通法和吊罐法施工，不仅工人的劳动强度大、效率低、工期长而且当溜井施工通过构造带或富矿时，放炮后凿岩工不敢再继续进入施工，所以部分溜井难以施工到位，从而影响掘进出渣和出矿，制约了正常生产。因此，在矿山目前的技术条件下，能否对溜井施工技术进行改进，是生产中急需解决的问题。目前，该矿对部分未施工到位的溜井和中短天井进行一次爆破成井试验，并取得了成功。

2 爆破设计方案

按工程条件及爆破环境，确定采用100B潜孔钻钻孔爆破，中间空孔的孔径为115mm，其余孔的孔径为90mm，一次爆破达到设计深度，共设计17个孔（见附图）；先施工1#孔，探明溜井实际深度，然后按照炮孔的序号进行施工。

爆破设计为一次爆破，1#孔不装药做为自由面，2、3、4、5#掏槽孔分4个段，其中2#孔1段，3#孔2段，4#孔3段，5#孔4段；辅助孔6#、8#孔5段，7#、9#孔6段；周边孔10#、11#孔7段；12#、13#孔8段；14#、15#孔9段；16#、17#孔10段。

使用半秒延期导爆管雷管，每个孔装药长度4m（用塑料袋装上直径32mm药卷），充填长度2m，反向孔底起爆，簇联爆破网路。

3 爆破参数设计

3.1 爆破器材选择：设计选用半秒延期导爆管雷管，YJYC-500X型起爆器；炸药选择2#岩石硝铵炸药，药柱直径选择32mm、150g/药卷。

3.2 爆破参数设计：炮孔直径90 mm，炮孔深度6.0m，填塞长度2.0m，炮孔数目17个（其中空孔1个）。

3.3 单位炸药消耗量：本工程为成井爆破，设计单位炸药消耗量为4.5kg/m3，总药量108kg。

3.4 单孔装药量：掏槽孔设计为Q=9.0kg/孔，其中掏槽孔3个药/层，其余2个药/层，装药长度为4.0m。

3.5 填塞材料：堵塞的材料应用粘土做炮泥，并用木棍分层捣实，且堵塞的长度应符合规定，保证爆破效果。

3.6 根据经验在进行大孔爆破时，当孔深小于6m时，使用一个起爆药包，留1m作为填塞，这也验证了孔网参数的合理性。

4 爆破网路设计

根据现场的实际情况，采用导爆管起爆网路，采用半秒延期导爆管雷管，簇联起爆，具体为：导爆管远程电子引爆机（击发）→导爆管（传爆）→非电毫秒延期雷管（引爆起爆弹）→引爆起爆弹药柱。

5 爆破安全注意事项

井下爆破的有害作用为爆破震动、冲击波、噪音等，根据本工程爆破的特点，应重点确定爆破震动的安全警戒范围。

5.1 爆破产生振动对周围的影响采用质点垂直振动速度来衡量，根据国家《爆破安全规程》的规定，最大一段允许装药量Qmax按下列公式计算：Qmax=R3（v/k）3/a。

式中：R——从爆破中心到保护物的距离，m；v——建筑物或设施允许的震动速度，cm/s；k——与爆破地质条件有关的参数，取k=200；a——爆破地震衷减指数，取a=1.7。

因此，一次爆破药量在100kg左右时，对人员、地表建筑物没有影响。

5.2 装药时安全注意事项

①进入现场后首先检查装药现场顶板和两帮有无浮石，如果有要及时用撬棍将浮石撬掉，安全后方可装药。

②作业人员要按照规程规范佩戴好劳动保护用品，且装药现场配备好照明用具，禁止明火，禁止吸烟。

③按照安全规程规范进行装药，装药完毕后及时将剩余的爆破器材回收，上交炸药库。

④炸药装好后，把导爆管连线捋顺好簇联；爆破时通知相邻地点作业人员，躲避到安全地带，并由专人进行警戒。

⑤井下爆破必须严格遵守GB6722的相关规定。

6 组织爆破及盲炮处理

6.1 装药：在装药前，应对炮孔的孔深、倾角、孔距、排距等孔网参数逐个检查，然后根据孔网参数按设计药量和装药密度进行装药，不同的爆破方法应有不同的装药结构，以达到最理想的爆破效果。

6.2 填塞：所有炮孔装药后，都要用泥团或者岩粉碴填塞，保证足够的填塞长度，边填塞边捣实，确保炮孔填塞质量。

6.3 联线起爆：按设计的起爆网路联线后，人员撤离现场，派出警戒人员，发出爆破信号，待检查准确无误后，再点火起爆。

6.4 爆后检查：起爆15min后，爆破员方可进入爆破现场检查爆破效果。

6.5 爆后如发现有盲炮，可用下列方法处理：①经检查确认炮孔的起爆线路完好，且最小抵抗线无变化者，可重新联线起爆，同时加大警戒范围。

②处理深孔盲炮，可在距盲炮孔口不小于10倍炮孔直径处另打平行孔起爆；如所用炸药为非抗水硝铵类炸药，且孔壁完好者，可取出部分填塞物，向孔内灌水，使之失效，然后作进一步处理。

爆破一次成井虽然成本较高，但施工简单，劳动效率高，危险系数小，劳动组织简单，能够及时满足生产需要，比较符合矿山的生产实际；目前该矿在不断论证各参数合理性的基础上，通过在工程实践中试爆而确定了具体数值，正逐步应用于切割井和中深溜井的施工中。（附图）

参考文献：

[1]徐敏.中深孔爆破一次成井技术研究及应用[D].中南大学，2012.

[2]李金跃，李夕兵，李启月.深孔多孔球状药包爆破一次成井技术应用[J].中国安全科学学报，2012（11）.

[3]危时安.爆破一次成井技术在漂塘钨矿的应用实践[J].中国钨业，2006（02）.

作者简介：殷振海（1967-），男，河北涿鹿人，1991年7月毕业于山西矿业学院，采矿专业，本科学历，学士学位，2004年11月取得高级工程职称。