中深孔爆破一次成井技術(shù)在豐山銅礦的應(yīng)用

曹 斌，王 潔

(1.大冶有色金屬有限責(zé)任公司豐山銅礦，湖北黃石市 435000；2.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北黃石市 435000)

中深孔爆破一次成井技術(shù)在豐山銅礦的應(yīng)用

曹 斌1，王 潔2

(1.大冶有色金屬有限責(zé)任公司豐山銅礦，湖北黃石市 435000；2.大冶有色設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北黃石市 435000)

天井掘進(jìn)是掘進(jìn)工作中的難點(diǎn)，普通法施工存在勞動強(qiáng)度大，作業(yè)條件差，安全性低的問題。豐山銅礦在實(shí)踐試驗(yàn)應(yīng)用中深孔爆破一次成井技術(shù)，采用7空孔掏槽方式創(chuàng)造自由面，確定各孔參數(shù)，分段起爆，以達(dá)到簡易形成自由面的目的。實(shí)踐證明，此法可以有效的減少人工作業(yè)量，節(jié)約人工成本，更重要的是改善了作業(yè)環(huán)境，對安全生產(chǎn)具有重大的意義。

中深孔爆破；一次成井；掏槽

1 現(xiàn)有切井施工方案

南緣的采礦方法用中深孔落礦，在進(jìn)路內(nèi)采用YGZ-90導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)鉆鑿Φ65 mm上向扇形孔，孔深2～9 m，排距為1.5 m，孔底距為1.6～2.0 m，前后排錯(cuò)開布置。裝藥采用BQF-100風(fēng)動裝藥器向孔中裝填粒狀銨油炸藥，非電導(dǎo)爆管排間微差起爆，每次爆1～3排孔。這種中深孔落礦需要首先施工切井創(chuàng)造自由面，然后逐排起爆中深孔進(jìn)行回采方式。然而，淺孔爆破施工切井的作業(yè)空間狹小，環(huán)境惡劣，操作難度較大，加之超高作業(yè)，存在安全隱患。為此，提出中深孔爆破一次成井的方案。其中，中深孔的所有施工均在巷道內(nèi)完成，作業(yè)空間較之切井內(nèi)作業(yè)大，頂幫已支護(hù)，安全系數(shù)較高。

2 中深孔爆破一次成井的可行性分析

豐山銅礦在巷道掘進(jìn)中，一般采用7孔掏槽便可以達(dá)到創(chuàng)造自由面的目的，同理，設(shè)計(jì)在中深孔爆破一次成井時(shí)，也采用7孔掏槽，并在周邊布置輔助孔以增大自由面空間，如圖1所示。

從圖1中可以看出，在做好中深孔施工和分段起爆的前提下，中深孔爆破一次成井具有可行性。結(jié)合現(xiàn)場，為達(dá)到預(yù)期效果，在其他條件比較成熟的情況下，可以通過調(diào)整孔距來達(dá)預(yù)期爆破效果。

2.1 1.5 m孔距的預(yù)期爆破效果

如圖1所示，7孔掏槽周邊的正常采幅為7.6 m，分段高度12 m，中深孔孔徑65 mm。選取以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算孔底距：

圖1 7孔掏槽及輔助周邊孔的布置

W＝(23～28)×d＝(23～28)×0.065＝1.5～1.8式中：W——孔距，m；

d——炮孔直徑，m。

7孔掏槽周圍需要布置間距為1.5～1.8 m的裝藥孔，如圖2所示。

圖2 7孔掏槽周圍裝藥孔

施工完成后，必須確保成井的垂直孔和緊跟其后的正常排垂直扇形孔的爆破效果。圖2借鑒巷道掘進(jìn)的7空孔掏槽的裝藥方式，在其周圍布置了大量裝藥孔，其爆破效果如圖3所示。

圖3 1.5 m孔距預(yù)期爆破效果

2.2 0.9 m孔距的預(yù)期爆破效果

由圖1和圖2可以看出，兩側(cè)垂直孔不能正常施工。加之為控制大塊，將孔距1.5 m的平行垂直中深孔調(diào)整為孔距為0.9 m垂直扇形中深孔，如圖4所示。

圖4 孔距0.9 m中深孔設(shè)計(jì)效果

為制造更多的自由空間，其將7個(gè)空孔的孔徑改為110 mm，裝藥時(shí)將中心孔1號改為裝藥孔，第一段起爆，其將爆破效果查分解為兩部分，如圖5所示。

圖5 扇形孔大爆破成井

由以上分析可知，在做好中深孔施工以及分段起爆的前提下，中深孔拉槽成井是完全可行的。

3 現(xiàn)場實(shí)踐

2015年1月，對井下-200 m某處實(shí)施了中深孔鑿巖及爆破，炮孔布置如圖5(a)所示。初步達(dá)到了預(yù)期的效果。通過多次的現(xiàn)場試驗(yàn)，調(diào)整后的施工爆破方案如圖6所示。

圖6 現(xiàn)場施工爆破圖

在施工中，應(yīng)注意如下兩點(diǎn)：

(1)周邊的2-7號孔必須垂直平行，而且不能與中心孔穿透，否則將導(dǎo)致中心孔裝藥不實(shí)，影響爆破效果；

(2)分段起爆時(shí)，中心孔與輔助時(shí)間間隔應(yīng)該盡可能大，從現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)效果來看，完全達(dá)到了預(yù)期效果，自由面的形成沒有影響到正常排的爆破效果。

4 經(jīng)濟(jì)分析

切井淺孔爆破施工與中深孔爆破一次成井所使用炸藥量相差無幾，所以，經(jīng)濟(jì)分析僅需要計(jì)算人工成本。

按照正常切井高度9 m，淺孔爆破施工的人工單價(jià)300元/m計(jì)算，一條切井的總?cè)斯こ杀荆? m×300元/m＝2700元。

中深孔爆破一次成井按照中深孔總進(jìn)尺121 m，深孔人工單價(jià)5元/m計(jì)算，一條切井人工總成本＝121 m×5.5元/m＝605元。

不難看出新工藝在人工成本上效果十分顯著，一條9 m高的切井可節(jié)約2095元。豐山銅礦現(xiàn)有采礦規(guī)模，年均需要形成100條切井，合計(jì)年節(jié)約可達(dá)到20.95萬元。

[1] 徐 敏.中深孔爆破一次成井技術(shù)研究及應(yīng)用[D].長沙：中南大學(xué)，2012.

[2] 上官寬平，張濱州.一次成井技術(shù)在楊家壩鐵礦采礦中的應(yīng)用[J].黃金科學(xué)技術(shù)，2005，13(S1)：67-69.

[3] 李啟月，李夕兵，范作鵬，等.深孔爆破一次成井技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例分析[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2013，32(4)：664-670.

[4] 周傳波.深孔爆破一次成井模擬優(yōu)化與應(yīng)用研究[D].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)，2004.

[5] 趙 華，劉建永.溜井一次成井爆破工藝[J].礦業(yè)快報(bào)，2006，25(12)：39-41.

2016-08-27)

曹 斌(1984-)，男，四川南充人，采礦工程師，從事礦山開采設(shè)計(jì)與管理工作，Email：313085713＠qq.com。