盧寶忠 蘭紹敢

（廣西華錫集團股份有限公司 廣西河池 547205）

淺談中深孔鑿巖爆破若干問題

盧寶忠 蘭紹敢

（廣西華錫集團股份有限公司 廣西河池 547205）

本文對分段礦房法采礦過程中的深孔施工現(xiàn)場進行質點的震動速度計算工作，同時對分段礦房法采礦中深孔現(xiàn)場應用中的質點震動速度進行計算，并對礦石塊度，爆破參數(shù)，補償空間、裝藥器優(yōu)缺點、鑿巖參數(shù)、鑿巖設備、爆破網(wǎng)路等十項問題進行了討論，其見解具有前沿性和填補空白的意義。

鑿巖爆破；沙道夫斯基公式；網(wǎng)路敷設；鑿巖參數(shù)；裝藥器；單位藥耗量

1 前言

根據(jù)相關數(shù)據(jù)調查統(tǒng)計得知，分段礦房法在各類礦山生產(chǎn)中的應用比例為5～16.6，但是此類采礦方法大多用中深孔落礦，根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗可知中深孔礦山生產(chǎn)中存在著諸多問題，影響著生產(chǎn)效率，對此，需要予以解決，調整施工作業(yè)方案。

2 中深孔鑿巖爆破現(xiàn)場的常見問題

2.1 質點震動速度計算

中深孔爆破一次分段藥量大多是日常使用量的數(shù)倍，所以需要對礦山生產(chǎn)使用的裝藥量進行計算。一般情況下，都是按照沙道夫斯基的質點震動速度公式進行計算工作。但是由于該公式是經(jīng)驗公式，其包含了多種參數(shù)，很多為已知，有的則需要依據(jù)同類工程建設的相關情況進行類比，從而確定裝藥量。類比法選取參數(shù)需要提供一個可選范圍，由于其可操作性較差，導致計算結果不精確。例如，該公式講的K、∝、m系數(shù)，給出的可選范圍見表1。

另外，公式中給出了藥量指數(shù)m，其規(guī)定為1/2～1/3，但是因為系數(shù)在使用過程中會出現(xiàn)變動，因此其計算結果就差強人意，甚至和實際情況不符，由此可見該公式的使用存有局限性。

快速確認三個未知系數(shù)不僅僅需要依靠書本知識，還需要根據(jù)相關部門的爆破試驗工作進行，測定出實際的震動速度，推算出未知參數(shù)，便于后期的爆破工作參考。

表1 K，∝，m系數(shù)的可選范圍

2.2 調整w，a的爆破效果

w、a分別為中深孔鑿巖的排距和孔底距。中深孔采礦一般都采用扇形孔，很少有用平行孔的，扇形孔的w、a各礦都不大相同，例如金嶺鐵礦礦石 f-6～12，孔經(jīng) 60mm，w-0.5～1，a===3～4，紅透山銅鋅礦礦石 f===12，孔直徑 55mm，w、a 分別為 1.0～1.2 和 1.8，新賓韋子峪鉬礦礦石 f-10，孔徑55mm，w、a分別為1.0和1.5，各礦參數(shù)不同其原因是礦石的f值不同，前蘇聯(lián)的普氏巖石硬度分級法，為全世界所公認，迄今為止都在應用，它的特點是將巖石可鑿性與可爆性揉和在一起考慮的。因此各礦f值不同，單位藥耗不同，w、a也不同。

實踐表明，雖然參數(shù)有所不同但是只要減小排距增加孔距，并炮孔的相間布置就會減少大塊率。但是由于施工現(xiàn)場的情況比較復雜，使得正常的排距、孔距沒有完備的布設條件，這時只能通過增大排距并增強孔距密度，保證單位藥耗。下面結合實例進行分析：新賓韋子峪鉬礦東興井口一采場，因下盤丟礦長40m，寬3m，高10m在下盤沿采場長度方向送一鑿巖坑道用扇形中深孔處理，因條件所限布孔w為3m，加密孔問距后a為1.0m，單位藥耗0.30kg/t，爆破后效果滿意；紅透山銅礦一467m中段6采，在鑿巖巷中布孔因前面有探井和探礦坑道，錯開探礦工程布孔后w為4m，超出正常值4倍，為此加密a，為0.5m，爆破后效果達到預計范圍。

由上述兩個案例可見：爆破底線就是單位藥耗，需要科學設置鑿爆參數(shù)，保證塊度適宜。

2.3 爆破補償空間位置

補償空間大多是置于爆破炮孔前端，炮孔排面需要和補償空間保持水平，該空間可以作為前幾排崩落礦石松散系數(shù)的補償。但是個別情況下，炮孔前沒有設置補償空間，但是扇形炮孔的兩側仍然有自由空間。那么以兩側空間作為爆破自由面，其爆破效果如下：在上述背景下的爆破工作不是炮孔向前崩，而是向兩側，也就是扇形孔以兩側自由空間作為自由面，此方法也是可行的。筆者在新賓韋子峪鉬礦時，一個無底柱采場，運輸?shù)纼蓚仁浅龅V斗川，其上為桃形礦柱，桃形柱上面和兩側為采空區(qū)，為采下桃形柱，在運輸?shù)篮投穯柛褡由喜贾蒙刃沃猩羁走M行爆破，結果達到預期效果。

這種爆破實質是將正常炮孔的排距做為孔間距，而孔間距做為排距布置，起爆順序是以每排中心為零，零兩側孔由外向里，對應的孔起爆順序一致即可。例如，總共l4排孔，每排14個孔，起爆時l～14排的1號孔和14號孔布1段管，而每排的2號孔和13號孔布2段管，每排的3號孔和12號孔布3段管，依此類推。這種自由面和起爆順序的實踐，在中深孔實踐中有突破盲區(qū)的意義。

2.4 切割槽的大小

切割槽起補償空間的作用，補償空間的作用通常是做為補償?shù)谝淮畏排诘囊虻V石松散作用而需要的增大的空間，其原理應滿足下面關系：

（初次放炮體積×松散系數(shù)一補償空問體積）

為什么要提出這一問題呢?因為許多人不注意第一次放炮的補償空問的大小，結果造成末幾排炮崩不好，關鍵是他們認為第一段炮響后已經(jīng)為第二段炮提供了自由面，第一、二段炮為第三段炮提供了自由面，而補償空間只不過是為第一段炮提供補償作用，其實是說不通的。因為第一段與第二段之間僅滯后25ms，就算采用跳段管也就是50ms，而自由落體速度是以秒為單位的，50ms內礦石僅僅是離開母巖而未能落入地下又何能為第二段，第三段炮提供補償空間呢?所以首次爆破礦量要根據(jù)補償空間大小而定。

2.5 裝藥器問題

一個采場中深孔從鑿巖開始到裝藥爆破要經(jīng)過半年左右時間，而且爆破工作是分幾次完成的，每次爆破對未爆炮孔都產(chǎn)生一定的震動，所以炮孔變形和錯位及孔內有碎石渣，小巖塊現(xiàn)象很難免，結果造成裝藥過程不能順利裝藥到底，影響爆破效果。裝藥器的使用可以解決如上難題，我國中深孔礦山也確實有很多礦山用得不錯，如鞍山弓長嶺鐵礦，大廟鐵礦，河南安陽鐵礦等，但迄今為止裝藥器不能全面推廣，例如紅透山銅礦也不算是小礦，對裝藥器使用也非常重視，歷史上三次組織學習參觀推廣使用，至今未果。其主要問題是：返粉問題解決不了，返到外面的比孔里面的多得多，不僅造成浪費污染環(huán)境人也適應不了；堵管問題解決不了，尤其是裝藥器的出藥口處堵得最厲害，裝藥管堵管更難處理，因為很難判斷管子是堵在何處；據(jù)調查堵管與藥粉濕度有關，如果這樣就很難推廣了，井下濕度大都是避免不了的；裝藥器的推廣肯定是中深孔裝藥的發(fā)展方向，它具有提高裝藥密度，減輕工人勞動強度，適應炮孔變形，提高裝藥速度等許多優(yōu)越性，但如何解決上述問題相關部門應列入議事日程。

2.6 爆破參數(shù)與塊度

長期實踐證明降低塊度時要縮小排距增大孔底距，除此之外，前后排的炮孔可按照梅花狀進行布置。但是塊度要均勻，不能出現(xiàn)粉礦或者是碎礦。平行炮孔可得到均勻塊度，但是其可操作性不高，不適用于現(xiàn)場操作。很多企業(yè)采用的是扇形孔作業(yè)模式，但是這種工作方法也存在一定的問題，即塊度過大，且孔間距較小，會產(chǎn)生很多的粉礦。對此，在施工現(xiàn)場，可以對作業(yè)進行調整，如下：距離孔口部位比較近的1～1.5m長部分間隔式的局部不耦合裝藥。

有部分工作人員以孔底距為標準進行間隔式裝藥，在孔口確定其不裝藥長度，如孔底距2m，只要小于2m間距的部分都無需裝藥。但是該工作方法孔底的間距尺寸比較大，所以在實踐過程中會存在一定的問題。對此，可以以平行孔間距為標準確定不裝藥部分的長度，也就是按照同等單位的藥耗計算出相同排距的不同孔距。

2.7 起爆器材問題

各個礦山的生產(chǎn)使用的起爆器材有所不同，但是使用的都是地方上縣一級的和礦山距離較近的火工產(chǎn)品，這些產(chǎn)品自身具有鮮明的地方特色，但是產(chǎn)品質量是否達標，產(chǎn)品使用效果如何都得不到保證。因此，需要升級火工產(chǎn)品管理機構。深孔、中深孔起爆，有的是使用導爆線起爆的，有的也是使用起爆彈起爆的。起爆彈的發(fā)展歷史很短，施工現(xiàn)場出現(xiàn)的問題和起爆彈本身聯(lián)接的非電導保管自身有關系，可能是由于其本身過細，強度不高，導致在裝藥過程中經(jīng)常會和孔壁發(fā)生摩擦，最后造成拒爆。另外，如果裝進去的深度為3～4m，就會影響起爆的效果，如果炮孔崩不靠，就需要相關部門對其進行改進。

2.8 爆破網(wǎng)路問題

起爆后先爆下的礦石沖擊波能夠破壞網(wǎng)路影響之后的排孔起爆問題，長期以來各專家學者對其看法不同一。有學者認為非電導爆管的傳播速度為6000m/s，但是空氣沖擊波的傳播速度不會超過100m/s，若沖擊波已經(jīng)破壞了末排孔的網(wǎng)路，這時候起爆也能夠在空中的雷管中進行，不會影響到末排孔起爆，所以不需要考慮到網(wǎng)路的破壞問題。也有其他學者認為若采用的是十段以上的毫秒管，最前端和最末端的時間差大約為0.7s，前后排的距離在幾十米以下也有可能因為網(wǎng)路的破壞造成末排拒爆。施工現(xiàn)場可能會出現(xiàn)拒爆，若是發(fā)生在末排，說明拒爆和網(wǎng)路息息相關。網(wǎng)路建設需要對其進行加固，可盡量將其布置為邊角處、隱蔽處，能夠直接避開沖擊波。同時，也需要注重分段問題，段數(shù)不能布置過多，時間間隔不能過長。若不可跳段盡量不跳段，若可以使用電起爆，即可使用電起爆，因為其施工效率較高。

2.9 YGZ-90鑿巖機架待改進

90鑿巖機在中深礦山開采中廣泛使用，這類機械的突出優(yōu)勢體現(xiàn)在：機器功率大，速度快，但是其使用也存在著一定的局限性，只能夠打立向孔，不能夠打前傾或者是后傾孔，但是每次打水平孔數(shù)量有限，最多兩個。造成以上現(xiàn)象的原因為其機架是兩個立式的支柱，耙犁從上面支到頂板，兩個支柱后面是圓盤，在圓盤上會安裝鑿巖機，該機械需要先左右轉再前后轉，這樣會對機器的功能有所影響。廠家可以對機架進行改造，圓盤的直徑需要比支架的間距小，這樣機器操作比較簡便，既可以打立向孔，又可以打前傾孔。

2.10 鑿巖參數(shù)的調整方法

火藥品種和成分的變化會對單位藥耗有所影響，單位藥耗的變化也會影響到鑿巖爆破參數(shù)。具體的調整方案如下：依據(jù)淺孔采礦的單位藥耗量確定采礦量的總藥量，同時確定中深孔的長度。先定下孔底距數(shù)值（或者是排距值），也就是確定所需的排距或者是孔底距值。

3 結語

綜上所述，本文結合具體的實踐內容對中深孔鑿巖爆破現(xiàn)場的常見問題進行了總結和梳理，并提出了解決方案。對當前問題的進行總結和解決，便于提高工作效率，保證企業(yè)的經(jīng)濟收入。

[1]采礦手冊[M].冶金工業(yè)出版社，2008.

[2]紅透山礦開采技術方法與工程實踐[M].東北大學出版社，2014.

[3]紅透山銅礦深部礦體開采技術研究報告[R].內部資料，2007.

TD235

A

1004-7344（2016）04-0207-02

2016-1-3

盧寶忠（1974-），男，助理工程師，大專，主要從事井下爆破采礦工作。