雷 成,孫海帝
(湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司,湖南 郴州 423037)
本文介紹“一次成井”選擇柿竹園多金屬采礦場570--586分層西部K6處施工切割井,天井高度12.0米;并從鑿巖至最終起爆后,爆破效果良好?,F(xiàn)階段在514—470分層P4C0處施工溜井,天井全高貫通43.5米,受孔偏率影響對工藝改造進(jìn)行控制。前期514分層、490分層、470分層施工天井聯(lián)絡(luò)硐室,采用分段鑿巖分段爆破一次成井。
(1)具體方案。為了改變傳統(tǒng)爆破成井技術(shù)中安全性低,施工強(qiáng)度大等問題,綜合分析了國際上先進(jìn)的天井掘進(jìn)施工建設(shè)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合此次施工的現(xiàn)場實(shí)際情況,決定選擇570分層西部K6處天井實(shí)施,天井高度12.0米。設(shè)備采用QZJ100B型潛孔鉆機(jī) 1臺 鉆孔直徑110mm,YGZ90型鉆機(jī) 1臺 鉆孔直徑65mm。整個施工過程中,為項(xiàng)目制定了明確的階段性目標(biāo),即施工一次成井較普通成井法施工天井臺效率提高百分之十、成本降低百分之十、施工一次成井高度最高可以達(dá)到十二米[1]。3個空孔不裝藥,孔深12.0,其它15個裝藥孔,孔深12.0。一次爆破達(dá)到設(shè)計(jì)深度。首先施工掏槽孔,然后施工空孔,最后施工周邊孔。孔深施工12米,與上水平不透。
(2)起爆順序與起爆網(wǎng)路。為了保證一次成井爆破的效果,對雷管延期時間的選擇必須慎重與合理,給巖石預(yù)留充分的移動時間,以保證施工安全性。在經(jīng)過相關(guān)公式的準(zhǔn)確計(jì)算后,選擇一段至十段新型非電毫秒雷管,孔內(nèi)設(shè)置延期起爆,在結(jié)合了國家相關(guān)規(guī)定的基礎(chǔ)之上,結(jié)合以往的相關(guān)施工實(shí)驗(yàn)案例,檢測施工現(xiàn)場有毒有害氣體濃度小于國家規(guī)定值,得出此次爆破施工方案切實(shí)可行。引爆雷管的過程中,隨時進(jìn)行有毒有害氣體濃度的檢查,控制有毒有害氣體濃度在安全范圍,同時加強(qiáng)爆破施工現(xiàn)場的通風(fēng)[2]。
炸藥在填塞過程中需要滿足以下幾個條件,首先距離間隔必須大于每個炸藥的粉碎圈半徑,以免爆炸過程中兩個炸藥的共同作用對同一區(qū)域的巖石產(chǎn)生不良影響,其次是在填塞過程中不能使炸藥受到外力的作用。
(3)安全管理措施。一次爆破成井技術(shù)中的安全管理措施主要根據(jù)鉆孔工藝、裝藥爆破和排矸支護(hù)三個方面進(jìn)行。在鉆孔工藝施工過程中,對機(jī)械與工藝的選擇決定了成井的成本和成井的工作效率,同時也影響施工過程中的安全性,目前在礦山的一次爆破成井施工過程中,可供選擇的機(jī)械有地質(zhì)鉆機(jī)、探水鉆機(jī)以及井下潛孔鉆機(jī),這些機(jī)械都能滿足施工過程中對全深度炮孔的需求,將其與施工安全性結(jié)合起來,得出機(jī)械鉆孔的施工過程中應(yīng)滿足以下幾個條件:首先開孔定位精確,其次炮孔偏斜率必須滿足施工需求,最后施工過程需要根據(jù)巖石的性質(zhì)與特征進(jìn)行。裝藥爆破過程中需要確定爆破安全距離,經(jīng)過分析計(jì)算爆破地震波的危害半徑為四百八十米,根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,爆區(qū)周邊五百米內(nèi)沒有受影響的建筑物,但考慮到爆破可能會產(chǎn)生飛散物,因此,爆區(qū)周圍三百米內(nèi)的機(jī)械、設(shè)備要撤離,對爆區(qū)周圍三百米到五百米內(nèi)的機(jī)械、設(shè)備采取防護(hù)措施。對實(shí)驗(yàn)場地周圍的地壓進(jìn)行計(jì)算可以保證排矸支護(hù)過程中的安全性。爆破過后的現(xiàn)場需要進(jìn)行封鎖,無關(guān)設(shè)備和其他人員嚴(yán)禁出入,保證排矸支護(hù)施工過程中的穩(wěn)定性,確保施工安全。
同時,爆破工作之間還應(yīng)采取有效的措施預(yù)防爆破地震,保障爆破地點(diǎn)周圍巷道的穩(wěn)定性,主要方式有:毫秒電雷管的間隔大于25ms,這樣能分離震動波形,減弱爆破地震相應(yīng);采用不偶合緩沖裝藥結(jié)構(gòu)的周邊眼,不偶合系數(shù)為四,能減小孔壁上的應(yīng)力;結(jié)合施工地點(diǎn)的實(shí)際情況,對爆破現(xiàn)場周圍的巷道進(jìn)行提前加固處理,提高其對外力的抵抗能力。
最后,預(yù)防拒爆、早爆問題也是提高爆破過程中的重要安全管理措施,主要方法有:采用“三同”雷管和質(zhì)量好的炸藥,并用數(shù)字萬用表測量雷管電阻;用數(shù)字萬用表測量網(wǎng)路電阻;接線牢固,隨時用砂紙擦去接頭的氧化物;接線后最好用膠布將接頭包扎好,以防增大網(wǎng)路電阻和接觸巖;為防止管道效應(yīng),所有塑料管裝藥都要有導(dǎo)爆索串聯(lián);認(rèn)真檢查起爆器質(zhì)量,并事先作電爆網(wǎng)路模擬試驗(yàn)。
綜合天井掘進(jìn)爆破施工實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)過程中主要存在以下幾種難點(diǎn)工作, 由于鑿巖器械普遍存在鑿孔偏斜率,降低了爆破一次成井的鑿孔質(zhì)量,從而限制了爆破一次成井鉆孔深度。特別是鑿孔深度較大時(此次鑿孔分段高度22.7米),經(jīng)常出現(xiàn)孔底鉆孔相互貫穿或者造成孔底抵抗線的大幅增加,限制了深孔一次成井的高度。在鑿巖設(shè)備的選擇上,利用QZJ100B型潛孔鉆機(jī)施工存在鑿孔偏斜率的問題,主要表現(xiàn)在:受巖石堅(jiān)固性系數(shù)的影響,堅(jiān)固性越高的巖石產(chǎn)生偏斜率的幾率越大;潛孔鉆立柱偏斜;潛孔鉆槽鋼打鉆過程中擺動;潛孔鉆鉆桿及沖擊鉆打鉆過程中擺動等,針對這些施工難點(diǎn)提出的解決措施是:首先在QZJ100B型潛孔鉆機(jī)的立柱和槽鋼之間再加一根橫臂固定槽鋼不擺動。其次在槽鋼上加一個卡銷定位裝置,將鉆桿固定在槽鋼上,控制鉆桿擺動范圍。最后在鑿孔10米后,施工人員需控制好風(fēng)壓,利用沖擊鉆自然垂體的作用減速鑿孔,以提高鑿孔精度。最終,570分層零盤區(qū)K6巷切割井一次成井爆破已完成,爆破效果良好。為后期零盤區(qū)切槽回采創(chuàng)造了條件。
綜上所述,天井掘進(jìn)是掘進(jìn)工作中最困難的一環(huán),普通法掘進(jìn)天井勞動強(qiáng)度大,作業(yè)條件差,安全性低。最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的掘進(jìn)方法是爆破一次成井。
參考國內(nèi)外相關(guān)爆破理論和爆破成井資料,綜合運(yùn)用理論分析、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)的方法與手段,對中深孔爆破一次成井技術(shù)開展系統(tǒng)與深入的研究,在施工過程中分析機(jī)械、施工方法、施工參數(shù)以及施工現(xiàn)場的實(shí)際情況,明確起爆順序與起爆網(wǎng)路,做好爆破安全施工管理工作,可有效解決普通掘進(jìn)天井方法帶來的弊端和隱患,提高施工安全性,促進(jìn)礦山一次爆破施工成井施工技術(shù)的發(fā)展。