大直径深孔爆破在厚大矿体采场切割立槽中的应用

张伶年，尹彦波

(长沙矿山研究院有限责任公司，　湖南 长沙　410012)



大直径深孔爆破在厚大矿体采场切割立槽中的应用

张伶年，尹彦波

(长沙矿山研究院有限责任公司，湖南 长沙410012)

摘要：柴山钼铋钨多金属矿厚大矿体采用大直径深孔阶段空场嗣后充填法进行回采，对采场(N1-7)切割立槽爆破方案做了详细的设计，包括炸药量消耗、装药结构、起爆网络，并计算了安全距离，得到冲击波最小安全距离546 m，地震波安全距离29 m，爆破毒气的安全距离218 m，该大直径深孔爆破设计取得了良好的爆破效果，与预期爆破经济技术指标一致。

关键词：厚大矿体；大直径深孔爆破；切割立槽

0引言

柴山钼铋钨多金属矿厚大矿体一步骤采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法进行回采，采场(N1-7)采用大直径(Φ165)深孔凿岩，配置CS150D钻机。采场凿岩边界74.3 m×15 m，纵向沿走向布置五列，编号为1～5，横向沿走向布置28排，编号为C1～C28。炮孔列距3.75 m，排距为2.8 m，采场采用切割天井拉槽，爆破范围为C1～C4的第1～4列孔和辅助切割天井拉槽深孔T1～T8，间距2.15 m，共27个孔，爆破实际总深259 m。采场共计148个孔，总孔深5806.74 m

1工程概况

本次爆破设计为 N1-7 采场 450 m 中段切割立槽，爆破地点位于 400 m中段 N1-7 采场内，炮孔均位于矿体内。本次爆破全部为下向垂直炮孔，C1、C2、C3间排距为2.15 m，C3与C4间排距为2.8 m；孔间距一般为3.75 m。设计与实际施工的炮孔位置偏差较大，具体炮孔位置见图1。

图1　深孔爆破炮孔实测平面

2爆破设计

2.1炸药量计算及其材料消耗

计算炮孔每米装药量： q=π×r2×l×p=19.42 kg。

装药密度根据经验数据取为1.10 g/cm3，计算每米装药量为19.43 kg。实际每米装2 个Φ145 mm×500 mm(600 mm)药包，单个药包重约为10 kg，每米装药量为20 kg。

本次拉槽崩矿量约3063.46 t，需要炸药2790.00 kg ( 含试爆 240 kg)，炸药单耗 0.91 kg/t。爆破施工设计基于施工实际，作了以下调整。

(1) 由于 N1-7 采场东端第一次矩形拉槽爆破先孔装底药后再逐孔装药，底药自上向下滑落，有近 1～2 m 拉底矿石未被爆落，因此本次设计爆破对其个别孔药量进行了调整。

(2) 由于切割天井 处炮孔位置相对 较远，其它相邻 炮孔距离较近，施工炮孔与设计炮孔位置相差较大，逐孔单段起爆会破坏周边炮孔孔口，为确保起爆后装药安全可靠，设计全孔分段爆破更改为分层爆破切槽。

每孔每层药装 2个MS 雷管，合计156 发(含起爆雷管 2 发)。孔外延时雷管 2 发。

2.2装药结构设计

本次爆破用药包规格Φ145 mm×50 cm，重量10 kg/包，起爆雷管装入中间乳化炸药药包中。孔底用炮孔堵头堵塞后，装1.5 m砂后，再间隔装药1.5 m，每层装3～4个药包，装药长1.5～2.0 m，间隔段用砂充填，孔口堵塞长2.0 m，装药结构见图2。

图2　炮孔装药结构

2.3起爆网络设计

起爆方式：延时雷管—导爆管雷管—导爆索—导爆管雷管，复式起爆网络。

孔内3层药柱间分段爆破，2层药柱均采用双发导爆管雷管起爆，下层超前上层起爆。炮孔起爆顺序见图3。

图3　炮孔起爆顺序

爆破网络用1发导爆管雷管引至采场外安全点延时起爆，确保爆破时井下人员全部安全撤离至地表，设备撤至100 m外安全点。起爆网路采用并联，孔外导爆管按排分组，爆破网络示意图见图4和图5。

2.4爆破技术经济指标

根据以上设计，在采场(N1-7)中实施大直径深孔爆破，获得技术经济指标为：爆破4排深孔宽7.10 m；爆破补偿空间247.64 m3(孔底至爆堆高不得小于3 m)；分层爆破矿体体积942.60 m3；爆破补偿系数1.26；爆破孔深总计259.00 m，含试爆13 m；爆破炸药消耗2790.00 kg，含试爆240 kg；分层爆破矿石量3063.46 t；切割立槽爆破孔数27.00个；切割立槽爆破单耗0.91 kg/t；切割立槽爆破每米崩矿量11.83 t/m。

图4　起爆网络连接

图5　炮孔爆破网络连接

2.5安全距离计算

(1) 冲击波安全距离：

式中：RK——最小安全距离，m；

KK——安全系数，取40(对于一般建筑物取70，人员取25～60)；

Q——本次爆炸的炸药总重量，2550 kg。

确定爆破作业点附近无重要设备、建筑物，离地表出口距离在安全距离外，冲击波不会造成破坏作用。

(2) 地震波安全距离：

式中：q——微差爆破取最大一段药量，320 kg(单段最大装药量)；

v——保护对象质点允许的速度(中等坚硬岩石取20 cm/s)；

k——中硬岩石取值150～250，本次根据经验取200；

α——取1.5～1.8，本次根据经验取1.6。

本次爆破属井下爆破，作业点附近岩石比较稳固，无重要构筑物；距地表直线距离约400 m，且对应地表无需要保护的设施；地震波所造成的危害可以不考虑。

(3) 爆破毒气影响范围 ：

式中：Rg——爆破毒气的安全距离，m；

Q——爆破总炸药量，1.81 t；

Kg——系数，平均值160。

爆破作业点离地表出口水平距离约400 m，下井作业前需要进行有害气体的检测，达到安全值后方可下井作业。

3结论

大直径深孔爆破在柿竹园柴山多金属矿厚大矿体采场切割槽爆破中得到了成功的应用，取得了良好的爆破效果，与爆破方案设计中的爆破经济技术指标一致，在安全技术与防护措施上做得到位，安全状况良好。此爆破方法在别的厚大矿体采场爆破中能得到推广应用。

参考文献：

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[8]杨荣彦,穆永庆,刘广兴.洛钼集团矿山公司深孔爆破一次成井的试验研究[J].采矿技术,2012(06):68-72. (收稿日期：2015-11-17)

作者简介：张伶年(1971-)，男，湖南桃江人，高级工程师，主要从事采矿技术研究工作，Email:zlnzsj@163.com。