張增勝

（新疆匯祥永金礦業(yè)有限公司，新疆 克孜勒蘇柯爾克孜 845450）

薩熱克銅礦位于新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州烏恰縣烏魯恰提鄉(xiāng)北東30km處，2014年投產(chǎn)，生產(chǎn)規(guī)模為日采選礦石3500噸，斜坡道開拓。通過多年的實際生產(chǎn)情況分析，中深孔爆破參數(shù)取值范圍直接影響落礦效果，通過對中深孔爆破參數(shù)的優(yōu)化，優(yōu)化后的中深孔爆破參數(shù)給落礦帶來明顯的效果[1]。尤其是礦石塊度均勻給后期出礦帶來安全和高效，希望薩熱克銅礦優(yōu)化后的中深孔爆破參數(shù)能給類似礦山帶來借鑒。

1 工程概況

該礦區(qū)分為南北礦帶，主要在北礦帶進行采礦活動。礦體主要為銅礦石，礦體形態(tài)以層狀、似層狀為主，次為扁豆?fàn)?。主要金屬礦物有輝銅礦、銅藍、黃鐵礦、赤銅礦、赤鐵礦、褐鐵礦、孔雀石。礦體傾角為1°～56°，平均厚度11.61m，礦石?系數(shù)8～10，密度2.68t/m3。礦體上下盤圍巖硅化強烈，巖石堅硬，穩(wěn)固性好，局部頂板圍巖破碎。

薩熱克銅礦主要回采北礦帶II號礦體，采場沿礦體走向布置，寬度15m，分層高度15m，長度是礦體傾向。按礦體傾向布置切割槽和切割井，相鄰鑿巖巷布置出礦進路。通過理論分析與實際生產(chǎn)相結(jié)合，確定了合理的中深孔爆破參數(shù)，為礦山的安全、高效生產(chǎn)提供保障。

2 爆破參數(shù)設(shè)計

2.1 鉆孔布置方式

薩熱克銅礦根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，中深孔爆破采用扇形布孔（圖1）。扇形布孔工程量小，鉆機移動次數(shù)少，施工效率高。

2.2 鉆孔直徑

選擇合理的鉆孔直徑有利于提高爆破效果，降低生產(chǎn)成本，提高鉆孔施工效率和鉆孔偏斜率。薩熱克銅礦采用HT-71鉆機施工向上扇形中深孔炮孔，鉆孔直徑76mm。該鉆機施工效率高，鉆孔質(zhì)量高，提高了爆破效果和回采效率。

圖1 扇形布孔示意圖

2.3 最小抵抗線

最小抵抗線指藥包中心距最近自由面的最短距離，反映各排鉆孔的孔網(wǎng)密度，由公式（1）計算：

式中：W—最小抵抗線；d—炮孔孔徑。

由公式（1）計算可得：W=1.90m～2.66m。參照其他礦山采用的最小抵抗線對應(yīng)的孔徑，見表1，結(jié)合薩熱克銅礦的現(xiàn)場實際情況確定W=1.8m。

表1 不同鉆孔直徑下對應(yīng)的最小抵抗線參照表

2.4 孔底距

孔底距指較淺炮孔底部至相鄰較深炮孔的垂直距離，反映同排空間的孔網(wǎng)密度，由公式（2）計算：

式中：a—孔底距；m—炮孔密集系數(shù)。

薩熱克銅礦炮孔密集系數(shù)m取值為1.0～1.2，由公式（2）計算得：a=1.80m～2.16m，實際取值為2.0m。

2.5 炸藥單耗

炸藥單耗指爆破單位體積礦石或巖石所消耗的炸藥量，由公式（3）計算：

式中：q-炸藥單耗；S-扇形孔崩礦面積；Q—每排炮孔炸藥消耗總量。

薩熱克銅礦炸藥平均單耗為0.45kg/t。

2.6 填塞長度

炮孔合理的填塞長度和填塞密度可以延長應(yīng)力波和爆破氣體對被爆礦巖體的作用時間，改善爆破效果，提高炸藥利用率，由公式（4）計算：

經(jīng)計算中深孔爆破填塞長度1.13m～1.58m，薩熱克銅礦孔深小于等于8m時，炮孔填塞長度為1.13m～1.58m，孔深大于8m時，炮孔填塞長度為2L，即2.26m～3.16m，相鄰炮孔填塞長度交錯填塞，使孔口炸藥密度不宜過大，這樣既減少炸藥量又降低了炸藥單耗（圖2）。

圖2 炮孔填塞長度示意圖

2.7 微差時間

微差時間由公式（5）計算：

式中：Δt—微差時間；KV—巖體裂隙系數(shù)；f—巖石堅硬系數(shù)。

按照GB50218-94《工程巖體分級標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)范KV取0.55～0.75；f取8～10。計 算 得Δt為15.84ms～18.90ms，依據(jù)礦山現(xiàn)場生產(chǎn)情況Δt取16ms～19ms。

2.8 爆破安全距離

依據(jù)《爆破安全規(guī)程》（GB6722-2011）規(guī)定，結(jié)合礦山實際生產(chǎn)情況，根據(jù)爆破最大段藥量計算爆破地震波對周圍巷道的影響程度。

（1）爆破地震安全距離由公式（6）計算：

式中：V—保護對象所在地質(zhì)點震動安全允許速度cm/s，礦山巷道取15～30；K、a—與爆破點至計算保護對象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)，K取150～250，a取1.5～1.8；R—爆破震動安全允許距離m；Q—炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大一段藥量kg。

由公式（6）計算得：

薩熱克銅礦爆破地震安全距離R取45m。

（2）爆破空氣沖擊波安全距離由公式（7）計算：

式中：K空—系數(shù)，有掩體取15，無掩體取30；Q—炸藥量，齊發(fā)爆破為總藥量，延時爆破為最大一段藥量kg。

由公式（7）計算得：

薩熱克銅礦爆破空氣沖擊波安全距離取336m。

3 中深孔爆破現(xiàn)場試驗

通過計算得到的中深孔爆破參數(shù)，薩熱克銅礦在2685m分段4022采場進行了試驗。

（1）起爆信號。爆破的警戒信號為三次，由現(xiàn)場負責(zé)人發(fā)出。①一次信號（預(yù)警信號）：為喊話，作業(yè)人員撤離危險區(qū)，派出警戒人員實施警戒。②二次信號（起爆信號）：為喊話，必須在確定設(shè)備、人員撤離危險區(qū)域，具備起爆條件后方可由現(xiàn)場負責(zé)人發(fā)出起爆信號。③三次信號（解除警戒信號）：為喊話，爆后30分鐘，檢查人員方可進入現(xiàn)場檢查，確認無盲炮、無險情后，向現(xiàn)場負責(zé)人提出正式報告，現(xiàn)場負責(zé)人確認安全后，方可下達解除警戒信號。未發(fā)出前，警戒人員應(yīng)堅守崗位，無關(guān)人員不得進入危險區(qū)。起爆時，各通道處均由負責(zé)警戒工作人員職守。待對各點巡視檢查、聯(lián)絡(luò)工作均完成后，巡視人員回到安全警戒點后，方可由現(xiàn)場負責(zé)人下達起爆命令。

（2）裝藥前的準(zhǔn)備工作。①檢查裝藥區(qū)域是否存在安全隱患。②檢查炮孔是否符合要求和堵塞情況。③將BQF-100型裝藥器、操作臺、風(fēng)管等準(zhǔn)備到位，同時檢查是否能正常使用。

（3）起爆藥包的加工。起爆藥包加工時選擇安全區(qū)域，炸藥用量按照爆破指令單領(lǐng)取，不得超量，同時周邊做好安全警戒，非爆破作業(yè)人員嚴(yán)禁靠近。

（4）裝藥。采用BQF-100型裝藥器裝藥，裝藥前將導(dǎo)爆索鋪設(shè)孔底，按照設(shè)計進行裝藥，裝藥風(fēng)管均勻地退回填塞位置，保證裝藥密度均勻、連續(xù)，然后將導(dǎo)爆管雷管插入孔內(nèi)。

（5）填塞。等裝藥結(jié)束后用炮泥填塞炮孔，填塞炮孔時注意不能將導(dǎo)爆索剩余炮孔外，將多余的導(dǎo)爆索塞進炮孔內(nèi)。填塞后將導(dǎo)爆管固定。

（6）聯(lián)線。各孔口的導(dǎo)爆管采用簇聯(lián)方式連接到傳爆導(dǎo)爆索上，導(dǎo)爆索之間采用塔接聯(lián)結(jié)，采用小刀切去導(dǎo)爆索。主導(dǎo)爆索從2685m分段4022穿脈到主沿脈，沿主沿脈向西一直到2685m分段斜坡道口，沿斜坡道至2700m分段斜坡道口安全位置起爆，起爆網(wǎng)路。

（7）起爆前裝藥工具撤離。起爆網(wǎng)絡(luò)聯(lián)線結(jié)束后，將裝藥器、裝藥風(fēng)管、操作臺等輔助設(shè)施撤離至安全位置。

（8）起爆前檢查。認真檢查各聯(lián)接點是否聯(lián)結(jié)規(guī)范，聯(lián)結(jié)線路是否有問題，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確保起爆順利進行。

（9）起爆。確定爆破區(qū)域作業(yè)人員、設(shè)備已撤離至安全位置，警戒人員到達指定警戒位置，由現(xiàn)場負責(zé)人下令，指定爆破人員進行起爆。

（10）爆破質(zhì)量。通過多次的爆破試驗和數(shù)據(jù)收集，該爆破參數(shù)的爆破效果符合薩熱克銅礦要求，礦石塊度大塊率控制在10%以下，礦石爆破范圍在回采設(shè)計范圍之內(nèi)，采場回采率在設(shè)計范圍內(nèi)。

4 總結(jié)

根據(jù)現(xiàn)場礦巖性特性和開采現(xiàn)狀，通過多次試驗和爆破參數(shù)分析研究，已經(jīng)確認了薩熱克銅礦中深孔爆破設(shè)計參數(shù)。經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明，通過計算優(yōu)化后的中深孔爆破參數(shù)適合薩熱克銅礦的采礦要求，同時提高了爆破質(zhì)量和采場回采率，降低了礦石大塊率和生產(chǎn)成本。