弱扰动低贫损凿岩爆破技术方案探讨

2021-08-08 13:41徐大智

采矿技术 2021年4期

徐大智

(中核北方铀业有限公司，辽宁葫芦岛市 125000)

1 矿山概况

某矿山矿体及围岩十分破碎，风化蚀变非常严重，揭露后自稳时间短，极易发生垮塌。矿体、围岩的f系数均小于4，并且均有4～5 条发育的优势结构面，线密度大于24 条/m，遇水易泥化，矿石、围岩岩体分级为Ⅳ～Ⅴ，井下作业安全隐患大，进路式回采矿岩自稳能力极差。

针对该矿山上述矿岩条件以及现阶段爆破存在的问题，对起爆顺序、装药结构以及布眼方式进行了优化，从而尽可能地减少对上下盘破碎围岩的扰动，为后续进行的采场支护提供有力的时间和空间，以确保井下采场的高质量支护和安全回采。

本方案如图1 所示，其具体工艺、参数如下。

图1 方案一（单位：mm）

（1）炮孔参数。炮孔深度为2.0～2.2 m，无掏槽眼，顶眼超深0.2 m。

（2）装药参数。实际作业时采用耦合装药方式，但中间一列炮孔的装药系数控制在0.8 以内，边界孔的装药系数控制在0.5 以内（装填方式分为孔底和孔中两种）。

（3）连线、起爆方式。炮孔打钻完成，采用高压风吹洗，清除杂质。装药顺序按照装药系数和导爆管雷管段别进行，装药时必须用木质炮棍填塞，并且力度适中，炮孔孔口填塞长度应大于0.5 m。装药完成后，按照矿山现有的作业方式进行连线与起爆。

（4）通风、支护和出矿。爆破作业完成后，需加大采场通风力度，待炮烟散尽，确定工作面安全后，进行人工出矿和支护。支护原则为保证上下盘围岩尽可能与支护结构贴紧，防止出现大体积空洞。

本方案如图2 所示，其具体工艺、参数如下。

图2 方案二（单位：mm）

（1）炮孔呈“倒梯形”布置，炮孔深度为2.0～2.2 m，无掏槽眼，顶眼超深0.2 m。

（2）装药参数：实际作业时采用耦合装药方式，但中间一列炮孔的装药系数控制在0.8 以内，边界孔的装药系数控制在0.5 以内（装填方式分为孔底和孔中两种）。

（3）连线及起爆。炮孔凿完后采用高压风进行吹洗，清除炮孔内杂质。装药顺序按照装药系数和导爆管雷管段别进行，装药时必须用木质炮棍填塞，并且力度适中，炮孔孔口填塞长度应大于0.5 m。装药完成后，按照矿山现有的作业方式进行连线与起爆。

（4）通风、支护和出矿。爆破作业完成后，需加大采场通风力度，待炮烟散尽，确定工作面安全后，进行人工出矿和支护，支护原则为保证上下盘围岩尽可能与支护结构贴紧，防止出现大体积空洞。

本方案回采分为两部分：矩形断面分段低扰动控制爆破和人工风镐回采。爆破断面为1.8 m×2.2 m，上下盘两侧10～20 cm 采用人工风镐回采，方案如图3 所示，具体工艺、参数如下。

图3 方案三（单位：mm）

（1）炮孔呈矩形布置，断面尺寸为1.8 m×2.2 m，炮孔深度为2.0～2.2 m，不设掏槽眼，顶眼超深0.2 m。

（2）装药参数。根据矿山目前现有的爆破材料情况，由于无导爆索，因此实际作业时采用耦合装药方式，各炮孔装药系数控制在0.8 以内。

（3）连线及起爆。炮孔凿完后采用高压风进行吹洗，清除炮眼内杂质。装药顺序按照装药系数和导爆管雷管段别进行，装药时必须用木质炮棍填塞，并且力度适中，炮孔孔口填塞长度应大于0.5 m。装药完成后，按照矿山现有的作业方式进行连线与起爆。

（4）通风、出矿、二次人工回采和支护。爆破作业完成后，需加大采场通风力度，待炮烟散尽，确定工作面安全后，方可进行人工出矿和支护，待出矿至一定程度后，便开始采用风镐进行两壁扩帮回采，支护原则为保证上下盘围岩尽可能与支护结构贴紧，防止出现大体积空洞。

根据上述各方案的炮眼布置、装药及起爆顺序等情况，对各方案优缺点进行比较（见表1）。鉴于各方案均有一定的优缺点，建议结合现场合理开展爆破试验工作，以选择合适的方案。

表1 各方案优缺点比较

（1）边界减震主要是在现有的炮眼数量基本不变的情况下，通过控制靠近上下盘围岩的炮眼装药量和起爆顺序来实现的，可根据现场需要，调整靠近上下盘围岩边界炮眼的数量、装药量和起爆顺序，尽可能减少对上下盘围岩的破坏。

（2）靠近上下盘围岩边界的炮眼原则上建议采用不耦合装药，若采用耦合装药，但装药量和装药系数需减少，以减小爆破震动对围岩的破坏影响。

（3）为了达到上述各方案的爆破效果，采场底部应留有10～20 cm 厚的虚渣，为下层回采提供补偿空间，同时保护顶板充填体；若在实际回采过程中发现碎矿渣厚度不够或基本没有留设，则需将周边眼调整为光面爆破，并按照矿山光面爆破经验进行回采作业。

（4）为了保证安全作业，首先应对两帮、顶板浮石进行处理，然后检查凿岩设备，严格按照《爆破安全规程》及相关法律法规进行安全检查，爆破完毕后，须加强工作面通风。