地下矿山爆破工作的改进

地下矿山爆破工作的改进

漆小东

漆小东

金诚信矿业管理股份有限公司

摘要：矿山目前采用公路运输系统，岩石排土场基本设置在采场北帮，矿石破碎站设置在采场南帮，随着采坑的向下延深，采场南北帮矿石与岩石的运距会逐渐增加。了缓解目前采场内运距偏大的问题，降低运输成本消耗，该采场在１４９６ｍ水平进行了一区双自由面狭窄空间区域的爆破，来修筑一条西采场临时路桥，进而在缩短西采场运距的同时还不影响采场的正常台阶推进工作。

关键词：地下矿山；爆破工作；改进

前言

经过几十年的工程实践，在中国的采矿业，工程技术人员通过不懈的努力，提出了许多新的爆破技术。它带来了巨大的经济和社会效益，对加快中国矿业发展和服务其他产业具有积极意义。然而，由于岩石爆破施工的多学科内容，如岩石力学，爆炸力学，工程地质学，工程爆破和爆破设备，施工难度大，缺乏相应的工程经验，矿山爆破施工中经常发生各类安全生产事故。采取有效有效的技术措施，确保爆破工人，建筑物（结构）和机械的安全是当务之急。

1矿井爆破作业分析

1.1钻孔施工

根据矿井爆破作业中的相关标准规范和爆破设计规范，安排了炮眼。在正常情况下，钻井和钻井作业使用潜孔钻机进行。灰尘危险，坍塌，高空坠落，机械损坏等。

1.2炸药运输

在爆炸物运输过程中，爆炸物是危险的主要来源，爆炸物事故的后果往往非常严重。车辆伤害、火灾、爆炸等。

1.3装药作业

在矿山爆破施工中，充电操作通常在现场具有不规则性并且在边缘上工作。充电操作的质量不仅与矿山的经济效益有关，而且与人员，机械设施和建筑物的安全有关。充电操作中涉及的危害和有害因素包括：爆炸、物体打击、高处坠落、坍塌等。

1.4堵塞作业

堵塞操作通常使用钻孔产生的钻屑或粘土在充电后堵塞爆破孔。有效堵塞不仅可以提高爆炸能量的利用率，还可以控制爆破作业产生的散乱物质，噪音，灰尘等的有害影响。堵塞操作中涉及的主要危害和有害因素是：物体打击、高处坠落、爆炸等。

1.5连线及起爆

这个环节是爆破作业的关键阶段。可能发生射击，爆炸，坍塌，物体攻击，中毒和窒息等安全事故。

2爆区规划方案说明

根据爆区实际场地的情况，结合目前现有的穿爆技术，共有两套可行性的方案可供选择。方案一：分区爆破、顺序采掘。穿爆区域分为两个规则小区单独进行爆破设计及施工组织，爆破后根据爆破顺序先后依次进行采掘。方案二：一区爆破、整体采掘。穿爆区域设计为一个整体爆区进行爆破设计及施工组织，爆破后根据爆堆使用需求进行采掘。

2.1分区爆破及顺序采掘

该区域目前已经形成了转角待穿爆区域，场地形状像一把“镰刀”。转角形状的爆区常规的布孔手段是在转角区域将排列进行圆弧形过度，局部孔距较大处加设加密孔调整孔距的均匀性。但是“镰刀”形爆区由于转角角度几乎为９０°，且特殊区域爆区边界比较平直，所以利用加密孔进行圆弧过度，不能实现平齐的边界，同时狭窄的转角区域利用加密孔圆弧过度也不能很好地缓解该区域爆破的夹制效应。为了形成良好的爆区外形轮廓，便于下一步穿爆工作的开展，同时也为了缓解转角爆区的夹制作用，计划对该区域进行分区域规划。原Ｂ区（掘沟区）不进行调整，由于Ｂ区只有一个自由面，所以在Ｂ区进行掏槽爆破穿爆设计，爆破之后，按照原设计在该区域修筑１４９６ｍ水平下１４８２ｍ水平的斜坡路。当该条临时斜坡路修筑到坡底区域时，Ｃ区已经具备了两个自由面，可以进行常规爆破设计。图１为方案一爆区规划示意图。分区爆破、顺序采掘可缩短斜坡路通车时间，爆区的穿爆设计较为简单等优点。但存在以下弊端，Ｃ区属于长宽比为１．２３的窄爆区，虽然有两个自由面，由于Ｃ区南侧后排炮孔远离临近Ｂ区的自由面，对该部分炮孔在爆破时的爆破补偿空间几乎没有帮助。另外，该方案Ｂ区和Ｃ区需要进行２次爆破组织，Ｃ区组织爆破时Ｂ区采掘设备需要斜坡道避炮行车，影响设备的运行安全和零部件的寿命；Ｂ区与Ｃ区交叉区域是爆破震动裂隙区域，该区域出现大块的可能性比较大；受爆破组织衔接等的影响，会有１个班左右的设备等待作业时间，影响设备的作业效率；爆区接头处由于爆破冲击的作用极易产生大块，二次处理大块的费用较高。综合分析该套方案在穿爆组织上存在诸多弊端，为了克服时间和空间对生产造成的不利影响，发挥最大的矿山生产经济效益，所以通过优化爆破设计、优化时空布局等手段对方案一进行优化。

2.2一区爆破、整体采掘

一区爆破、整体采掘主要是从影响生产效率的时间、空间因素着手，对方案一中的穿爆设计进行统筹规划设计。考虑到Ｂ区掘沟之后Ｃ区再进行扩帮爆破会影响到设备的生产效率，所以对Ｂ区和Ｃ区进行爆破设计优化，将该区域的Ｂ区和Ｃ区作为一个整体区域，将该区域作为特殊爆区进行爆破设计优化，之前的Ｃ区名称改为Ｂ′区，如图２所示。

图１方案一爆区规划示意图图２方案二爆区规划示意图

为了减少采掘设备的斜坡道避炮次数，降低设备的异常磨损和升降段溜车的风险，计划在Ｂ区和Ｂ′区进行双掏槽起爆网路设计。方案二与方案一设计的不同在于方案二采用两侧中间掏槽起爆，Ｂ区和Ｂ′区均采用普通孔内毫秒延时起爆网路设计，Ｂ区和Ｂ′区各设置两列掏槽炮孔。新方案对爆破网路设计要求较高，要求精细化布孔，精确设计整体爆区的孔网参数和孔位，并提前规划好Ｂ区与Ｂ′区之间炮孔交界处的分界设计。为了降低爆破成本，根据以往爆破掘沟经验，采用双列掏槽孔设计，并且掏槽列采用错位装药，错位规律为同一列掏槽列的相邻炮孔按照９００ｋｇ和８５０ｋｇ间隔轮替进行装药，其他炮孔按照中间炮孔装药８００ｋｇ，边孔装药６００ｋｇ进行装药，中间孔的填塞高度为７～８ｍ，边排孔的填塞高度为１０ｍ，如此设计可以保证了爆破质量。根据爆区的双网路起爆特点，对Ｂ区和Ｂ′区的爆破网路进行了系统性的设计规划，由于在Ａ区进行的爆破采用的是掏槽列两侧孔内毫秒延期雷管跳段的爆破网路设计，爆破之后爆破效果良好，货源采掘效果良好，所以本次爆破网路的设计也采用掏槽列两侧跳段的网路设计方式进行爆破网路设计。分别以掏槽列为起点，掏槽列两端排间孔内毫秒延期雷管跳段设计。

3优化前后的经济技术比较

3.1设备效率对比

方案一中需要组织２次爆破，当第一次组织Ｂ区进行爆破时位于Ａ区作业的设备需要避炮，此时的避炮属于平路移动，设备避炮比较容易。但是当Ｃ区组织进行爆破时，采掘设备位于Ｂ区的斜坡路坡底，此时的避炮属于斜坡道行车避炮，设备避炮困难，需要在较高的安全监护下进行斜坡道升段避炮。方案二只需要组织１次设备避炮，即平路移动避炮，设备避炮容易。爆破之后采掘设备可以在本区域连续作业，生产效率不再受避炮移位的影响。

3.2爆区经济技术指标对比

由于受到爆区空间形态的影响，在爆区的孔网参数一定的情况下，爆区的炮孔布设存在一定的差异，进而影响到爆区的经济技术指标。方案一由于需要进行２次爆破组织所以在火工器材消耗方面要略多于方案二。方案二由于将２个区域进行了统筹规划，没有了爆区接头处，爆区内的孔数要少于方案一，各项指标均有所差别。

结束语

对爆破方案的优化，减少了生产组织难度，大大提高施工效率，避免传统施工的弊端，实现本质安全，为矿山施工安全、节省投资、减低成本、提高工效等做出积极的贡献。

参考文献：

[1]于长军，金鹏．中深孔爆破一次成井技术在镇沅金矿的应用[J]．黄金，2016，37（4）：46-49．