浅谈中深孔凿岩爆破若干问题

卢宝忠 兰绍敢

（广西华锡集团股份有限公司 广西河池 547205）

浅谈中深孔凿岩爆破若干问题

卢宝忠 兰绍敢

（广西华锡集团股份有限公司 广西河池 547205）

本文对分段矿房法采矿过程中的深孔施工现场进行质点的震动速度计算工作，同时对分段矿房法采矿中深孔现场应用中的质点震动速度进行计算，并对矿石块度，爆破参数，补偿空间、装药器优缺点、凿岩参数、凿岩设备、爆破网路等十项问题进行了讨论，其见解具有前沿性和填补空白的意义。

凿岩爆破；沙道夫斯基公式；网路敷设；凿岩参数；装药器；单位药耗量

1 前言

根据相关数据调查统计得知，分段矿房法在各类矿山生产中的应用比例为5～16.6，但是此类采矿方法大多用中深孔落矿，根据笔者多年的工作经验可知中深孔矿山生产中存在着诸多问题，影响着生产效率，对此，需要予以解决，调整施工作业方案。

2 中深孔凿岩爆破现场的常见问题

2.1 质点震动速度计算

中深孔爆破一次分段药量大多是日常使用量的数倍，所以需要对矿山生产使用的装药量进行计算。一般情况下，都是按照沙道夫斯基的质点震动速度公式进行计算工作。但是由于该公式是经验公式，其包含了多种参数，很多为已知，有的则需要依据同类工程建设的相关情况进行类比，从而确定装药量。类比法选取参数需要提供一个可选范围，由于其可操作性较差，导致计算结果不精确。例如，该公式讲的K、∝、m系数，给出的可选范围见表1。

另外，公式中给出了药量指数m，其规定为1/2～1/3，但是因为系数在使用过程中会出现变动，因此其计算结果就差强人意，甚至和实际情况不符，由此可见该公式的使用存有局限性。

快速确认三个未知系数不仅仅需要依靠书本知识，还需要根据相关部门的爆破试验工作进行，测定出实际的震动速度，推算出未知参数，便于后期的爆破工作参考。

表1 K，∝，m系数的可选范围

2.2 调整w，a的爆破效果

w、a分别为中深孔凿岩的排距和孔底距。中深孔采矿一般都采用扇形孔，很少有用平行孔的，扇形孔的w、a各矿都不大相同，例如金岭铁矿矿石 f-6～12，孔经 60mm，w-0.5～1，a===3～4，红透山铜锌矿矿石 f===12，孔直径 55mm，w、a 分别为 1.0～1.2 和 1.8，新宾韦子峪钼矿矿石 f-10，孔径55mm，w、a分别为1.0和1.5，各矿参数不同其原因是矿石的f值不同，前苏联的普氏岩石硬度分级法，为全世界所公认，迄今为止都在应用，它的特点是将岩石可凿性与可爆性揉和在一起考虑的。因此各矿f值不同，单位药耗不同，w、a也不同。

实践表明，虽然参数有所不同但是只要减小排距增加孔距，并炮孔的相间布置就会减少大块率。但是由于施工现场的情况比较复杂，使得正常的排距、孔距没有完备的布设条件，这时只能通过增大排距并增强孔距密度，保证单位药耗。下面结合实例进行分析：新宾韦子峪钼矿东兴井口一采场，因下盘丢矿长40m，宽3m，高10m在下盘沿采场长度方向送一凿岩坑道用扇形中深孔处理，因条件所限布孔w为3m，加密孔问距后a为1.0m，单位药耗0.30kg/t，爆破后效果满意；红透山铜矿一467m中段6采，在凿岩巷中布孔因前面有探井和探矿坑道，错开探矿工程布孔后w为4m，超出正常值4倍，为此加密a，为0.5m，爆破后效果达到预计范围。

由上述两个案例可见：爆破底线就是单位药耗，需要科学设置凿爆参数，保证块度适宜。

2.3 爆破补偿空间位置

补偿空间大多是置于爆破炮孔前端，炮孔排面需要和补偿空间保持水平，该空间可以作为前几排崩落矿石松散系数的补偿。但是个别情况下，炮孔前没有设置补偿空间，但是扇形炮孔的两侧仍然有自由空间。那么以两侧空间作为爆破自由面，其爆破效果如下：在上述背景下的爆破工作不是炮孔向前崩，而是向两侧，也就是扇形孔以两侧自由空间作为自由面，此方法也是可行的。笔者在新宾韦子峪钼矿时，一个无底柱采场，运输道两侧是出矿斗川，其上为桃形矿柱，桃形柱上面和两侧为采空区，为采下桃形柱，在运输道和斗问格子上布置扇形中深孔进行爆破，结果达到预期效果。

这种爆破实质是将正常炮孔的排距做为孔间距，而孔间距做为排距布置，起爆顺序是以每排中心为零，零两侧孔由外向里，对应的孔起爆顺序一致即可。例如，总共l4排孔，每排14个孔，起爆时l～14排的1号孔和14号孔布1段管，而每排的2号孔和13号孔布2段管，每排的3号孔和12号孔布3段管，依此类推。这种自由面和起爆顺序的实践，在中深孔实践中有突破盲区的意义。

2.4 切割槽的大小

切割槽起补偿空间的作用，补偿空间的作用通常是做为补偿第一次放炮的因矿石松散作用而需要的增大的空间，其原理应满足下面关系：

（初次放炮体积×松散系数一补偿空问体积）

为什么要提出这一问题呢?因为许多人不注意第一次放炮的补偿空问的大小，结果造成末几排炮崩不好，关键是他们认为第一段炮响后已经为第二段炮提供了自由面，第一、二段炮为第三段炮提供了自由面，而补偿空间只不过是为第一段炮提供补偿作用，其实是说不通的。因为第一段与第二段之间仅滞后25ms，就算采用跳段管也就是50ms，而自由落体速度是以秒为单位的，50ms内矿石仅仅是离开母岩而未能落入地下又何能为第二段，第三段炮提供补偿空间呢?所以首次爆破矿量要根据补偿空间大小而定。

2.5 装药器问题

一个采场中深孔从凿岩开始到装药爆破要经过半年左右时间，而且爆破工作是分几次完成的，每次爆破对未爆炮孔都产生一定的震动，所以炮孔变形和错位及孔内有碎石渣，小岩块现象很难免，结果造成装药过程不能顺利装药到底，影响爆破效果。装药器的使用可以解决如上难题，我国中深孔矿山也确实有很多矿山用得不错，如鞍山弓长岭铁矿，大庙铁矿，河南安阳铁矿等，但迄今为止装药器不能全面推广，例如红透山铜矿也不算是小矿，对装药器使用也非常重视，历史上三次组织学习参观推广使用，至今未果。其主要问题是：返粉问题解决不了，返到外面的比孔里面的多得多，不仅造成浪费污染环境人也适应不了；堵管问题解决不了，尤其是装药器的出药口处堵得最厉害，装药管堵管更难处理，因为很难判断管子是堵在何处；据调查堵管与药粉湿度有关，如果这样就很难推广了，井下湿度大都是避免不了的；装药器的推广肯定是中深孔装药的发展方向，它具有提高装药密度，减轻工人劳动强度，适应炮孔变形，提高装药速度等许多优越性，但如何解决上述问题相关部门应列入议事日程。

2.6 爆破参数与块度

长期实践证明降低块度时要缩小排距增大孔底距，除此之外，前后排的炮孔可按照梅花状进行布置。但是块度要均匀，不能出现粉矿或者是碎矿。平行炮孔可得到均匀块度，但是其可操作性不高，不适用于现场操作。很多企业采用的是扇形孔作业模式，但是这种工作方法也存在一定的问题，即块度过大，且孔间距较小，会产生很多的粉矿。对此，在施工现场，可以对作业进行调整，如下：距离孔口部位比较近的1～1.5m长部分间隔式的局部不耦合装药。

有部分工作人员以孔底距为标准进行间隔式装药，在孔口确定其不装药长度，如孔底距2m，只要小于2m间距的部分都无需装药。但是该工作方法孔底的间距尺寸比较大，所以在实践过程中会存在一定的问题。对此，可以以平行孔间距为标准确定不装药部分的长度，也就是按照同等单位的药耗计算出相同排距的不同孔距。

2.7 起爆器材问题

各个矿山的生产使用的起爆器材有所不同，但是使用的都是地方上县一级的和矿山距离较近的火工产品，这些产品自身具有鲜明的地方特色，但是产品质量是否达标，产品使用效果如何都得不到保证。因此，需要升级火工产品管理机构。深孔、中深孔起爆，有的是使用导爆线起爆的，有的也是使用起爆弹起爆的。起爆弹的发展历史很短，施工现场出现的问题和起爆弹本身联接的非电导保管自身有关系，可能是由于其本身过细，强度不高，导致在装药过程中经常会和孔壁发生摩擦，最后造成拒爆。另外，如果装进去的深度为3～4m，就会影响起爆的效果，如果炮孔崩不靠，就需要相关部门对其进行改进。

2.8 爆破网路问题

起爆后先爆下的矿石冲击波能够破坏网路影响之后的排孔起爆问题，长期以来各专家学者对其看法不同一。有学者认为非电导爆管的传播速度为6000m/s，但是空气冲击波的传播速度不会超过100m/s，若冲击波已经破坏了末排孔的网路，这时候起爆也能够在空中的雷管中进行，不会影响到末排孔起爆，所以不需要考虑到网路的破坏问题。也有其他学者认为若采用的是十段以上的毫秒管，最前端和最末端的时间差大约为0.7s，前后排的距离在几十米以下也有可能因为网路的破坏造成末排拒爆。施工现场可能会出现拒爆，若是发生在末排，说明拒爆和网路息息相关。网路建设需要对其进行加固，可尽量将其布置为边角处、隐蔽处，能够直接避开冲击波。同时，也需要注重分段问题，段数不能布置过多，时间间隔不能过长。若不可跳段尽量不跳段，若可以使用电起爆，即可使用电起爆，因为其施工效率较高。

2.9 YGZ-90凿岩机架待改进

90凿岩机在中深矿山开采中广泛使用，这类机械的突出优势体现在：机器功率大，速度快，但是其使用也存在着一定的局限性，只能够打立向孔，不能够打前倾或者是后倾孔，但是每次打水平孔数量有限，最多两个。造成以上现象的原因为其机架是两个立式的支柱，耙犁从上面支到顶板，两个支柱后面是圆盘，在圆盘上会安装凿岩机，该机械需要先左右转再前后转，这样会对机器的功能有所影响。厂家可以对机架进行改造，圆盘的直径需要比支架的间距小，这样机器操作比较简便，既可以打立向孔，又可以打前倾孔。

2.10 凿岩参数的调整方法

火药品种和成分的变化会对单位药耗有所影响，单位药耗的变化也会影响到凿岩爆破参数。具体的调整方案如下：依据浅孔采矿的单位药耗量确定采矿量的总药量，同时确定中深孔的长度。先定下孔底距数值（或者是排距值），也就是确定所需的排距或者是孔底距值。

3 结语

综上所述，本文结合具体的实践内容对中深孔凿岩爆破现场的常见问题进行了总结和梳理，并提出了解决方案。对当前问题的进行总结和解决，便于提高工作效率，保证企业的经济收入。

[1]采矿手册[M].冶金工业出版社，2008.

[2]红透山矿开采技术方法与工程实践[M].东北大学出版社，2014.

[3]红透山铜矿深部矿体开采技术研究报告[R].内部资料，2007.

TD235

A

1004-7344（2016）04-0207-02

2016-1-3

卢宝忠（1974-），男，助理工程师，大专，主要从事井下爆破采矿工作。