李樓鐵礦一次爆破成井試驗(yàn)研究

李延飛，張立新，羅文沖，詹 進(jìn)，周 禮

（1.安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)有限公司，安徽霍邱237400；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司，長(zhǎng)沙410012）

李樓鐵礦一次爆破成井試驗(yàn)研究

李延飛1，張立新1，羅文沖1，詹 進(jìn)2，周 禮2

（1.安徽開(kāi)發(fā)礦業(yè)有限公司，安徽霍邱237400；2.長(zhǎng)沙礦山研究院有限責(zé)任公司，長(zhǎng)沙410012）

為解決井下大結(jié)構(gòu)采場(chǎng)切割天井成井速度慢、成本高、安全性差的問(wèn)題，設(shè)計(jì)采用一次爆破成井的方式來(lái)形成切割天井。確定了合理可行的掏槽方式及孔網(wǎng)參數(shù)、裝藥量及裝藥結(jié)構(gòu)、起爆順序及微差時(shí)間。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)，一次爆破成井總成本為6.84萬(wàn)元，較普通法節(jié)省了成井費(fèi)用6.46萬(wàn)元，節(jié)省工期7～8d，表明一次爆破成井效果良好，可在全礦推廣應(yīng)用。

切割天井；一次成井；爆破參數(shù)

李樓鐵礦-400m中段采用兩步驟分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法進(jìn)行回采，中段高度100m，分段高度25m，礦房礦柱跨度均為20m。該采礦方法采用分段鑿巖的方式崩礦，因此每個(gè)分段均需掘進(jìn)切割天井，采切工程量較大。目前該礦的切割天井均采用普通法掘進(jìn)形成，成井作業(yè)安全性較差，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本高，周期長(zhǎng)，進(jìn)而對(duì)礦區(qū)采場(chǎng)間的生產(chǎn)銜接有較大影響，不利于發(fā)揮出大結(jié)構(gòu)采場(chǎng)集約強(qiáng)化開(kāi)采的優(yōu)勢(shì)。為解決這一重大問(wèn)題，經(jīng)過(guò)充分調(diào)查和多方論證，普遍認(rèn)為中深孔一次爆破成井是解決這一難題的經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可行、安全上可靠的手段與途徑［1-3］。本文詳細(xì)介紹了李樓鐵礦一次爆破成井的試驗(yàn)研究情況。

1 試驗(yàn)采場(chǎng)概況

李樓鐵礦位于安徽省霍邱縣境內(nèi)，為大型沉積型變質(zhì)鐵礦床，礦石礦物主要為鏡鐵礦，其次為磁鐵礦和赤鐵礦，f＝11～13，礦床特點(diǎn)是走向長(zhǎng)、延伸深、傾角大、構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。本次選擇李樓鐵礦-400中段的26-3＃采場(chǎng)作為試驗(yàn)采場(chǎng)。試驗(yàn)爆破-375m水平至-350m水平之間的切割天井，-375m水平的切割橫巷和-350m水平的切割橫巷基本重合（如圖1），符合試驗(yàn)要求。

圖1 26-3＃采場(chǎng)剖面圖Fig.1 The profile of the 26-3＃stope

2 爆破方案設(shè)計(jì)

2.1 孔網(wǎng)參數(shù)設(shè)計(jì)

1）掏槽方式及炮孔孔徑

本次試驗(yàn)選擇垂直平行空孔掏槽的方式［4］。已有爆破實(shí)踐表明，7m以下的天井通常采用單空孔，7～15m的天井采用雙空孔，而15m以上的天井采用三空孔，考慮到要滿足21m一次爆破成井要求，本次試驗(yàn)選用4空孔，掏槽孔與4空孔按5孔桶形掏槽布置，中心為正掏槽孔，周圍正方形布置4個(gè)空孔。

礦山目前僅有一臺(tái)配備Φ150mm鉆頭的CS150D型潛孔鉆機(jī)，故本次爆破成井的所有炮孔孔徑均為150mm。

2）炮孔布置

本次成井爆破方案炮孔布置如圖1所示。成井?dāng)嗝嫔喜贾?3個(gè)炮孔，其中1?？诪檎筒劭祝?＃、3＃、4＃、5?？诪楦碧筒劭?，K1、K2、K3、K4為空孔，6＃、7＃、8＃、9?？诪檩o助孔，10＃、11＃、12＃、13?？诪橹苓吙?。

圖2 炮孔布置平面圖Fig.2 The layout plan of blast holes

3）分段爆破高度

考慮到下部補(bǔ)償空間及礦區(qū)未有一次爆破成井的成功經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)開(kāi)會(huì)討論，爆破分3次進(jìn)行，取第1分段高度5m，第2分段高度8m，第3分段高度8m。

2.2 裝藥結(jié)構(gòu)及裝藥量

1）所用炸藥

選用2＃巖石乳化炸藥，藥卷規(guī)格為Φ140mm ×800mm，每卷藥質(zhì)量為9kg。炸藥相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 2＃巖石露天乳化炸藥參數(shù)Table 1 The parameters of the opencast emulsion explosives

2）裝藥結(jié)構(gòu)

為減小掏槽孔對(duì)附近炮孔的破壞，根據(jù)各孔線裝藥密度，確定掏槽孔分段內(nèi)采用間隔裝藥，裝藥0.8m，間隔0.3m，用Φ110～130mm塑料管間隔，分段內(nèi)敷設(shè)導(dǎo)爆索；輔助孔及周邊孔分段內(nèi)連續(xù)柱狀裝藥，第一次爆破共一段裝藥3.5～4.0m；第二次爆破分二段，第一段裝藥2.4～2.9m、第二段裝藥2.6～3.1m；第三次爆破分二段，第一段裝藥1.6～2.1m、第二段裝藥1.9～2.4m。

3）裝藥量

正掏槽孔深21m，下部充填1.0m，分層間充填1.0m，上部充填1.5m，實(shí)際裝藥長(zhǎng)度為14.5 m，Q1＝163.1kg，線裝藥密度7.77kg/m。副掏槽孔深21m，下部充填1.5m，分層間充填1.5m，層內(nèi)間隔0.3m，上部充填1.5m，實(shí)際單孔裝藥長(zhǎng)度為12m，單孔裝藥量為135.6kg，線裝藥密度6.46kg/m。副掏槽孔總裝藥量Q2為542.4kg。輔助孔、周邊孔孔深21m，下部充填1.5m，分層間充填1.5m，上部充填2m，實(shí)際裝藥長(zhǎng)度為12 m，單孔裝藥量為209.76kg，單孔裝藥量為135.6 kg，線裝藥密度6.46kg/m。輔助孔總裝藥量Q2為542.4kg。

本次爆破總裝藥量為1 790kg，爆破總方量為285.6m3，炸藥單耗為6.27kg/m3。

2.3 起爆順序及微差時(shí)間

起爆順序見(jiàn)圖3，分段內(nèi)副掏槽孔與正掏槽孔爆破微差時(shí)間間隔50ms，副掏槽孔之間微差25 ms，輔助孔與副掏槽孔爆破微差時(shí)間間隔50ms，輔助孔之間微差25ms，周邊孔與輔助孔爆破微差時(shí)間間隔50ms，周邊孔之間微差25ms，上下分層微差間隔時(shí)間500ms。

圖3 起爆順序圖Fig.3 The diagram of initiation sequences

3 成井效果

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際作業(yè)反饋，本次爆破成井效果良好，天井?dāng)嗝娲笮》显O(shè)計(jì)要求，幫壁輪廓較為平整，成功形成了一條高21m左右的切割天井。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本次成井總成本為6.84萬(wàn)元，較普通法節(jié)省了成井費(fèi)用6.46萬(wàn)元，節(jié)省工期7～8d。

4 結(jié)論

1）針對(duì)李樓鐵礦地下分段空?qǐng)鏊煤蟪涮畲蠼Y(jié)構(gòu)采場(chǎng)切割天井成井速度慢、成本高、作業(yè)安全性較差等問(wèn)題，設(shè)計(jì)提出采用一次爆破成井的方式來(lái)形成切割天井。

2）一次爆破成井作業(yè)安全，成井速度較快，成本較低，建議在全礦推廣運(yùn)用。

［1］廖世金.一次爆破成井掏槽法探討［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，1994，14（1）：11-14.

［2］周傳波.孔深爆破一次成井模擬優(yōu)化與應(yīng)用研究［D］.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2004.

［3］陶頌霖.一次鉆孔分段爆破的深孔爆破技術(shù)在井下的應(yīng)用［J］.中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1983（1）：133-138.

［4］徐 敏.中深孔一次爆破成井技術(shù)研究及應(yīng)用［D］.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2012（1）：16-24.

［5］龍維祺.爆破工程［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

Experimental investigation of one blasting haft excavation inLilou Iron Mine

LI Yanfei1，ZHANG Lixin1，LUO Wenchong1，ZHAN Jin2，ZHOU Li2
（1.Anhui Development Mining Co.，Ltd.，Huoqiu Anhui 237400，China；2.Changsha Institute of Mining Research Co.，Ltd.，Changsha 410012，China）

In order to solve the problems of low speed，high cost and poor safety performance of the incise courtyard in the large underground stope structure，the method of one blasting is designed to form the incise courtyard.The reasonable feasible cutting way and the parameters of the hole net，the charge amount and structure，the initiation sequences and delay time are determined.According to the field statistics，the total cost of one blasting is 68 400￥，Compared with the ordinary method，it will save 64 600￥and will advance the construction period of 7 to 8days.In conclusion，the effect of shaft excavation by one blasting is good，and it can be widely used in Lilou Iron Mine.

incise courtyard；shaft excavation by one blasting；blasting parameters

TD235.4

Α

1671-4172（2015）06-0075-03

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2013BAB02B04）

李延飛（1987-），男，助理工程師，碩士，采礦工程專業(yè)，主要從事礦山生產(chǎn)技術(shù)及管理工作。

10.3969/j.issn.1671-4172.2015.06.016