苑 鐸 任振華

（酒泉鋼鐵(集團(tuán))有限責(zé)任公司）

礦山溜井是礦巖重要的運輸通道，在礦山生產(chǎn)過程中發(fā)揮舉足輕重的作用［1-2］。甘肅西溝礦主采場中部的1#溜井位于地質(zhì)情況復(fù)雜的O29礦層中，該礦層主要由淺灰—灰白色厚層細(xì)晶灰?guī)r、條紋狀細(xì)晶灰?guī)r組成；礦層呈長條狀分布，礦石解理發(fā)育易破碎，密度為1.93～2.81 g/cm3，普氏系數(shù)為3～12，抗壓強(qiáng)度為37.5～100.5 MPa，抗剪強(qiáng)度為11.2～24.5 MPa，內(nèi)摩擦角為71°～85°，屬中等堅硬—堅硬的巖石［3-5］。根據(jù)采場生產(chǎn)計劃及組織，+3 272～+3 260 m 臺階向南推進(jìn)，需要對1#溜井進(jìn)行降段爆破。但由于溜井已經(jīng)過多次降段，溜井口直徑已由最初設(shè)計的6 m 刷大至現(xiàn)在的11 m，再次降段爆破會進(jìn)一步刷大溜井口直徑，且容易對井壁產(chǎn)生破壞，無法滿足目前安全生產(chǎn)現(xiàn)狀。為了解決此類問題重復(fù)發(fā)生，確保爆破后溜井壁的完整性，通過總結(jié)前期固定幫預(yù)裂爆破經(jīng)驗，分析φ200 mm 炮孔及φ90 mm 炮孔抵抗線大小對爆破效果的影響，決定采用阿特拉斯FlexiROC T40 型潛孔鉆機(jī)配合牙輪鉆機(jī)共同穿孔，來解決溜井降段爆破可能產(chǎn)生的問題。

1 溜井降段存在的問題

由于上臺階長時間卸礦導(dǎo)致1#溜井口形成一個不規(guī)則的橢圓，且在上部卸礦口與下部溜井口之間形成一個傾角40°、頂寬11.7 m、底寬2.9 m的錐形溜槽（圖1），按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》規(guī)定，鉆機(jī)穩(wěn)車時，應(yīng)與臺階坡頂線保持足夠的安全距離，千斤頂中心至臺階坡頂線的最小距離為1 m，牙輪鉆、潛孔鉆、鋼繩沖擊鉆機(jī)為2.5 m，松軟巖體為3.5 m［6］。采場現(xiàn)有牙輪鉆機(jī)穿孔位置與臺階坡頂線應(yīng)至少保留2.5 m的安全距離。

按照常規(guī)降段方案，最大底盤抵抗線達(dá)到13.2 m，預(yù)計爆破后會在溜井一側(cè)形成大面積“擋墻”，不利于溜井口的清理，且后期處理擋墻時的振動也會對溜井壁造成一定的破壞，因此需要制訂出針對此特殊情況的溜井降段控制爆破方法，確保降段爆破后下部溜井壁完好，無根底擋墻，且無大塊落入溜井。

2 溜井降段爆破技術(shù)方案及實施

為保證礦山溜井使用安全，必須制定適宜的降段爆破技術(shù)方案，同時防止發(fā)生溜井堵塞事故［7-10］。根據(jù)現(xiàn)有穿孔設(shè)備及工藝，增加傾斜輔助孔為主爆孔創(chuàng)造有利的自由面，同時消除井口根底。3 排不同傾角的輔助孔位于主爆孔與溜井口之間，采用逐孔起爆方式，一層層將溜井側(cè)壁剝離，既有利于溜井坡面大塊礦石的破碎，又能將主爆孔的抵抗線控制在合理的范圍。

2.1 爆破參數(shù)設(shè)計

2.1.1 傾斜輔助孔參數(shù)

采用現(xiàn)有阿特拉斯FlexiROC T40 型潛孔鉆機(jī)進(jìn)行傾斜輔助孔穿孔作業(yè)，孔徑90 mm；根據(jù)前期爆破試驗總結(jié)出90 mm 炮孔可以克服最大抵抗線值為3 m，決定此次溜井降段傾斜輔助孔底盤抵抗線Wd=2.5 m。傾斜輔助孔孔底距溜井下沿邊緣2.5 m，孔距取2.5 m，排距取2.5 m（此處均為孔底距離），孔口均勻分布在臺階邊緣，布孔見圖2。經(jīng)計算得出孔深、孔向及傾角見表1。

2.1.2 主爆孔參數(shù)

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主爆孔采用孔徑200 mm 牙輪鉆機(jī)鉆孔，以北部臺階面為自由面，按照常規(guī)中深孔爆破參數(shù)設(shè)計，即孔距為7 m，排距為5 m，孔深為段高加超深，取平均孔深14.5 m，主爆孔與傾斜輔助孔銜接位置平滑過渡。

2.2 裝藥量

單個炮孔的裝藥量Q由被爆巖體的體積乘以炸藥單耗得出

式中，k為巖石阻力系數(shù)，一般毫秒延期爆破取1.1～1.3，此處取1.1；q為單位巖石炸藥消耗量，取0.5 kg/m3；a為孔距，m；b為排距，m；H為臺階高度，m。

經(jīng)計算得出主爆孔單孔裝藥量Q1=240.63 kg，取240 kg；傾斜輔助孔裝藥量Q2=51.56 kg，取50 kg。主爆孔及傾斜輔助孔裝藥方式均為孔底集中裝藥（圖3）。

2.3 起爆網(wǎng)路

采用逐孔起爆方式，主爆孔內(nèi)采用2發(fā)400 ms延時高精度導(dǎo)爆管雷管，傾斜輔助孔內(nèi)采用一發(fā)，地表分別采用25、42、65 ms 延時高精度導(dǎo)爆管雷管進(jìn)行網(wǎng)路連接。

2.4 爆破振動分析

爆破振動衰減公式為［11］

式中，V為爆破振動速度，cm/s；Q為最大段炸藥量，kg；R為爆破中心至測點之間的距離，m；k為場地系數(shù)；α為振動衰減系數(shù)。根據(jù)前期爆破振動測試結(jié)果分析得到的數(shù)據(jù)可知，k取值范圍為213.62～276.88，α取值范圍為1.58～1.67，此處取最小值，k=213.62，α=1.58，Q=50 kg，R=6.65 m。

計算得到最近炮孔在溜井處產(chǎn)生的振動速度V=84 cm/s，符合礦山溜井安全允許爆破振動速度要求。

2.5 爆破效果分析

本次溜井降段爆破使用炸藥13 440 kg，爆破巖石量57 500 t，炸藥單耗0.233 kg/t，較以往炸藥單耗下降了8.6%，爆破成本降低。爆破后未產(chǎn)生爆破飛石等次生災(zāi)害，爆堆表面塊度較均勻，未產(chǎn)生大塊，72 h 內(nèi)清理出溜井口，下部溜井壁完整無破壞，溜井按計劃恢復(fù)使用，達(dá)到了預(yù)期效果，見圖4。

3 結(jié) 語

（1）本次溜井降段爆破采用傾斜輔助孔和垂直主爆孔相結(jié)合的穿孔方式，有效解決了露天礦山溜井降段存在的抵抗線過大問題，同時還能控制溜井口直徑不再繼續(xù)擴(kuò)大，爆破效果及爆破成本較以往均有所改善。此次溜井降段爆破試驗中傾斜輔助孔的孔網(wǎng)參數(shù)及裝藥量可進(jìn)一步優(yōu)化，最終達(dá)到降低爆破震動，減小對溜井壁破壞的目的。

（2）對于特殊溜井壁構(gòu)造的高深溜井降段，必須確保作業(yè)過程安全可靠，同時還要提高爆后鏟裝效率，在保護(hù)溜井壁不被破壞的前提下，快速完成溜井口清理工作，使之能夠盡快恢復(fù)使用。