地下礦山工程井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)的思考

歐陽(yáng)亦渺，陳榮鐺，歐陽(yáng)后熱

（溫州建峰礦山工程有限公司，浙江 溫州 325807）

通過(guò)井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)，不僅能夠有效的提高開(kāi)采效率，縮短開(kāi)采周期，而且還能夠減少爆破飛石，避免對(duì)周?chē)沫h(huán)境造成污染。本文通過(guò)對(duì)于井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的相關(guān)介紹，以及在地下礦山開(kāi)采過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行深入分析，進(jìn)一步促進(jìn)井下鐵礦開(kāi)采技術(shù)的合理發(fā)展。

1 井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的主要內(nèi)容

工程爆破技術(shù)的快速發(fā)展，在鐵礦工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用更加廣泛，有效的促進(jìn)我國(guó)鐵礦開(kāi)采的效率。尤其是利用掘進(jìn)爆破技術(shù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不斷的開(kāi)采作業(yè)，極大的減小了開(kāi)采時(shí)間，而且還能夠有效促進(jìn)整個(gè)開(kāi)采工程的經(jīng)濟(jì)效益。所謂的井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)就是針對(duì)天井、隧道、平巷等區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)爆破，而在這些區(qū)域進(jìn)行爆破的過(guò)程中，很容易受到掘進(jìn)斷面影響爆破的效果。通過(guò)在井巷進(jìn)行掘進(jìn)爆破技術(shù)能夠保證爆堆集中、塊度均勻，提高工程爆破質(zhì)量。礦山開(kāi)采能夠幫助人們將地表以下的礦產(chǎn)資源進(jìn)行挖掘，并且進(jìn)行輸送。通過(guò)井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)，可以保證運(yùn)輸通道更加的安全，為礦山的開(kāi)采提供一定的安全保障。

在地下礦山開(kāi)采的過(guò)程中，通過(guò)合理的運(yùn)用掘進(jìn)爆破技術(shù)，能夠提高礦山開(kāi)采的效率，但是也必須要注意孔深、孔距、裝藥量等內(nèi)容的研究。

2 井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的掏槽方式

在進(jìn)行礦山工程掘進(jìn)爆破技術(shù)之前必須要進(jìn)行掏槽，而且掏槽的質(zhì)量直接決定了整個(gè)爆破掘進(jìn)技術(shù)的質(zhì)量。

在掏槽的過(guò)程中，首先應(yīng)該針對(duì)巖石性質(zhì)、井巷斷面等內(nèi)容進(jìn)行分析，并且選擇恰當(dāng)?shù)奶筒鄯绞健?/p>

2.1 楔形掏槽

在楔形掏槽的過(guò)程中，由于炮孔的數(shù)量會(huì)比較多，在爆破時(shí)很容易形成楔形空間，所以楔形掏槽必須要保證斷面超過(guò)4m2左右，并且?guī)r石的質(zhì)地要均勻堅(jiān)硬。為了能夠保障爆破的質(zhì)量與安全，在巷道掘進(jìn)的過(guò)程中應(yīng)該要保證炮孔的孔底距離在10～20cm左右。

2.2 桶形掏槽

桶形掏槽能夠進(jìn)行垂直掏槽，所以非常適用于在中等硬度以上的巖質(zhì)之中。通過(guò)運(yùn)用桶形掏槽能夠保證掏槽的寬度擴(kuò)大，并且增加了掏槽的腔體積，適合大規(guī)模爆破。在桶形掏槽的過(guò)程中，應(yīng)該要保證槽的直徑大于裝藥炮孔的直徑，并且還可以預(yù)留一定的補(bǔ)償空間，從而幫助作業(yè)的工人能夠有一定的自由面。

2.3 螺旋掏槽

螺旋掏槽能夠保證裝藥炮孔與空孔之間的距離不斷增加，而且裝藥破孔能夠一次起爆，保證掏槽腔體的體積會(huì)不斷變大。在螺旋掏槽爆破的過(guò)程中，如果遇到難炮的巖石，必須要增加腔體的空間以及自由面，從而提高爆破的效果。螺旋掏槽一定要注意空孔的位置和數(shù)量，避免掏槽的作用產(chǎn)生影響。

3 井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的施工要點(diǎn)

通常情況下，影響井巷掘進(jìn)爆破質(zhì)量的問(wèn)題有兩方面。第一個(gè)方面是巖石自身的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，另一方面則是人為因素。所以井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的施工要點(diǎn)，必須要從兩方面進(jìn)行分析。為了能夠強(qiáng)化爆破的效果，保證在挖掘的過(guò)程中安全爆破，選擇合適的方式進(jìn)行起炮，尤其是起炮之后炮孔必須要保證形成一定的自由面。通過(guò)自由面能夠減少振動(dòng)和噪音等問(wèn)題，而掏槽形式不同，起炮的順序也不同。所以在操作的過(guò)程中必須要針對(duì)炮孔的位置、炸藥的構(gòu)造以及炮眼數(shù)量爆破方法進(jìn)行嚴(yán)格分析，選擇最優(yōu)的起爆方案。

4 井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的相關(guān)參數(shù)

炮孔的直徑以及炸藥的單位使用量都會(huì)對(duì)井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)產(chǎn)生一定的影響，所以必須要針對(duì)井巷掘進(jìn)爆破的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行全面分析。

4.1 炮口直徑

炮孔的直徑太小很容易導(dǎo)致爆破效果出現(xiàn)差異，如果炮孔直徑比較大，則裝藥的直徑也大，這樣能夠保證爆破的集中性，提高爆破的整體效率和整體的進(jìn)度。如果炮孔的直徑過(guò)大，很容易降低爆破的速率，炮孔的數(shù)量也會(huì)減少，對(duì)于巖石的破壞量效果不足，巷道周?chē)钠秸纫矔?huì)產(chǎn)生參差不齊的問(wèn)題。對(duì)于整個(gè)爆破效果來(lái)說(shuō)，如果炮孔直徑過(guò)大很容易導(dǎo)致井巷掘進(jìn)爆破的難度增大，所以必須要根據(jù)設(shè)備工具和性質(zhì)進(jìn)行全面的分析，只有在施工場(chǎng)地進(jìn)行綜合判斷，并且對(duì)照實(shí)驗(yàn)，才能夠有效選擇最合適的炮孔直徑。

4.2 炮孔深度

炮孔的深度就是指孔底與施工面之間的垂直距離，深度作為爆破的重要參數(shù)，不僅影響了鑿巖爆破的整體施工質(zhì)量，而且對(duì)于挖掘的全過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生影響。炮孔深度還會(huì)導(dǎo)致挖掘進(jìn)度、爆破效果以及材料成本等方面發(fā)生變化。所以為了提高挖掘的速度，要合理保持炮孔的深度，進(jìn)一步提升精細(xì)化水平，保證挖掘技術(shù)不斷提升。

4.3 孔距

孔距對(duì)于炮孔的直徑深度以及炸藥的使用量等因素都會(huì)產(chǎn)生重要影響。在明確了巖石性質(zhì)以及井巷斷面的情況下，必須要針對(duì)炮孔數(shù)量、炮孔的裝藥量等參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，從而選擇最佳的孔距?？拙嗟拇_定，必須要結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，孔距的間距在400～600mm左右，周邊孔的孔距則是在600～700mm左右，周邊孔到輪廓線之間的距離在100～150mm左右。通常如果井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的施工場(chǎng)地的地質(zhì)較軟，則周邊孔后和輪廓線之間的距離應(yīng)該在200～300mm左右，但是這些數(shù)據(jù)必須要根據(jù)實(shí)際的施工條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

4.4 填塞長(zhǎng)度

填塞長(zhǎng)度能夠有效提高炸藥的利用效率，進(jìn)一步提高井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)的爆破質(zhì)量，所以合理的填塞長(zhǎng)度能夠有效的提高整個(gè)施工工程的水平。在填塞物配比方面，必須要保證粘土與沙土的比例為1:3，并且在實(shí)際的填塞物生產(chǎn)過(guò)程中，填塞的程度是裝藥長(zhǎng)度的0.35倍，并且要保證裝藥長(zhǎng)度與炮眼直徑之間的比例關(guān)系。

4.5 毫秒爆破時(shí)間間隔

在井下爆破工作的過(guò)程中，通過(guò)確定毫秒爆破的時(shí)間間隔，能夠有效的促進(jìn)爆破技術(shù)的推廣，利用高速攝像機(jī)針對(duì)輔助孔掏槽孔周邊孔進(jìn)行判斷，能夠發(fā)現(xiàn)毫秒爆破時(shí)間間隔以50～100m/s最佳。掏槽孔各段的毫秒爆破時(shí)間間隔必須要在50m/s。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，毫秒爆破時(shí)間間隔技術(shù)能夠保證爆破的質(zhì)量。

5 井巷掘進(jìn)爆破的作用機(jī)理

在井巷掘進(jìn)爆破的過(guò)程中，由于爆炸產(chǎn)生的巨大沖擊力，會(huì)導(dǎo)致爆破區(qū)域周邊的巖石出現(xiàn)破碎裂縫等情況，在環(huán)向拉應(yīng)力的影響之下，應(yīng)力波會(huì)導(dǎo)致巖體的裂縫不斷擴(kuò)張，形成二次裂縫。爆炸所產(chǎn)生的氣體會(huì)讓整個(gè)巖石內(nèi)部的體積膨脹，形成一定的破碎塊度。如果膨脹體積不斷增大，巖石會(huì)形成爆破漏斗，應(yīng)力波造成的破壞力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)爆炸所產(chǎn)生的氣體破壞效果。所以在炮眼炸藥爆炸的過(guò)程中，爆炸要從炮眼的中心向四周進(jìn)行擴(kuò)散，必須要針對(duì)不同的爆炸作用將爆炸范圍進(jìn)行合理劃分，并且每一個(gè)區(qū)域的爆破效果都存在不同的差異。

第一個(gè)區(qū)域的爆破效果屬于粉碎區(qū)域，這一區(qū)域受到的沖擊力最大粉碎區(qū)的半徑為74mm左右，在這一范圍內(nèi)，所有的礦鹽都會(huì)在強(qiáng)大的應(yīng)力波作用下受到持續(xù)的破壞，最終形成粉末。第二個(gè)區(qū)域是破碎區(qū)域。破碎區(qū)域受到應(yīng)力波和爆炸氣體共同作用，所以會(huì)導(dǎo)致巖石出現(xiàn)裂縫破裂的問(wèn)題，在爆炸應(yīng)力波的作用下，會(huì)導(dǎo)致巖石直接破碎，爆炸氣體則會(huì)對(duì)礦巖進(jìn)行深度破壞，必須要充分的運(yùn)用爆炸氣體。第三個(gè)區(qū)域是節(jié)理裂隙的破壞，在第三個(gè)區(qū)域內(nèi)，無(wú)論是爆炸應(yīng)力還是爆炸氣體，都無(wú)法對(duì)天然巖體造成破壞，但是會(huì)產(chǎn)生節(jié)理裂縫。

采用井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)方法，由于一次爆破石方量大，因而每月爆破次數(shù)少，同時(shí)爆破作業(yè)時(shí)爆破噪聲和震動(dòng)也比較小。因此，采用井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)作業(yè)方式，可以提高安全系數(shù)，增強(qiáng)安全性，同時(shí)也可以解決礦山爆破作業(yè)過(guò)程中震動(dòng)大、飛石多、爆破次數(shù)多等難題。

6 結(jié)語(yǔ)

井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于井下鐵礦生產(chǎn)中，本文通過(guò)對(duì)井巷掘進(jìn)爆破技術(shù)主要參數(shù)的分析，對(duì)該技術(shù)在巷道掘進(jìn)技術(shù)和光面爆破技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。