深孔爆破掘天井在冬瓜山铜矿的应用

深孔爆破掘天井在冬瓜山铜矿的应用

苏卫宏

苏卫宏（安徽铜都铜业股份有限公司冬瓜山铜矿）

摘要：针对目前普通法掘天井工效低，劳动强度大，粉尘浓度高，作业条件差，安全效果不好等缺点，故在冬瓜山进行深孔爆破掘天井的应用。

关键词：掏槽爆破参数装药结构爆破顺序堵塞

0引言

冬瓜山铜矿是一个日采、选矿能力13000t/d的亚洲最大的现代化地下开采铜矿山，目前矿山已进入大规模生产阶段，矿山采、掘工程量大，其中天井施工又是掘进工作中最困难的一环，过去采用普通法掘进存在工效低，劳动强度大，粉尘浓度高，作业条件差，安全效果不好等缺点与矿山坚持贯彻的“三高”“三少”“四新”新模式办矿很不相符，随着开采深度的不断增加，地压和地温对其影响更大，工作时的安全问题更为突出。为了改变这一现状，根据矿山生产实际情况，并结合同类矿山深孔掘天井成功经验，选择了利用T-150C钻机，进行深孔爆破，提高掘天井工效的工作。

利用T-150C钻机进行深孔爆破掘天井在冬瓜山铜矿属首次，工程施工面临众多难题，为此我们确定选择-580m中段一废石斜溜井进行试点，因该废石井目前在生产使用，作业人员不得进入井内进行向上掘进斜溜井，故采用T-150C高气压环形潜孔钻机下向60度施工深孔，分2~3m一次爆破成井的方法进行爆破。

1爆破工艺

1.1掏槽方式深孔天井爆破系一次钻孔，分段爆破成井。因每次爆破后要求所有炮孔畅通，故掏槽应相当可靠。

目前国内深孔爆破成井以大空孔作为平行炮孔掏槽的自由面，作自由面的空孔以采用较大直径为宜。本次共施工二个φ150空孔，孔深51.5m空孔方案；增大了空孔面积，改善了爆破条件，使装药槽孔允许偏差增大，提高了爆破的可靠性。

1.2爆破参数的确定

1.2.1孔径根据所使用的钻孔钻具，装药孔径定为φ100；以φ150孔径作为空孔。

1.2.2孔距①第一响槽孔至大空孔（φ150ｍｍ）的距离，根据补偿空间大小、自由面宽度以及岩石性质和炸药性能等因素而定，1#掏槽孔的充分破碎、膨胀和崩落是掏槽孔效果好坏的关键。如果1#掏槽孔爆破时发生挤死现象，则后续掏槽孔的爆破无效，甚至发生冲炮。1#掏槽孔是以空孔壁作自由面，其条件劣于后续掏槽孔，故1#掏槽孔至空孔的距离应较小。本次结合矿山生产实际并借鉴其它矿山施工经验取350ｍｍ左右。②其余槽孔至空孔间的距离。其余槽孔应在补偿空间和自由面宽度的前提下，尽量增大槽腔面积，要考虑孔偏影响。周边孔的布置要照顾到天井断面和形状。具体炮孔排列见图2。③孔数的确定。炮孔数与掏槽方式，补偿空间大小，矿岩性质、天井断面及钻头直径等因素有关。

设炮孔总数为N，装药孔数为A，空孔数为B，则N＝A+B，按炮孔的总容积与总装药量关系计算A。则有：

A＝cqs/g

式中：S——天井断面面积。

q——每立方米岩石炸药消耗量。

g——每米炮孔平均装药量。

c——断面影响系数。

本次试验中共施工Φ150孔2个，Φ100孔14个，总计施工炮孔16个，孔深为403.5m。

1.3分段高段经验表明，一次爆破合理的分段高度主要同爆破条件有关。一般在天井断面4m2左右情况下当补偿系数为0.55～0.7，破碎角大于30。时，分段高度可达5～7m。本次分段高度取为5m。

1.4装药及爆破顺序

1.4.1炸药采用矿自制乳化炸药。

1.4.2装药结构以平行空孔作自由面时，1#掏槽孔的最小抵抗线(即从1#掏槽孔到空孔的中心距离)不可过大。为了避免1#掏槽孔崩落时过大的横向冲击动压将空孔堵死，应该正确选取1#掏槽孔的装药密度。可以采用间隔装药的方法来减少每米槽孔的装药量。

周边孔装药结构：一般采用连续柱状装药，并在装药段全长敷设导爆索。装药方式：各孔由上往下装药。

1.4.3起爆顺序以空孔为自由面顺序爆破，具体爆破顺序见附图3。

1.5堵塞装药时下堵高度不超过该孔最小抵抗纸为宜，上堵高度为0.5m以上，堵塞材料为木楔，炮泥和细砂。

1.6起爆方法及网络采用非电导爆管加导爆索起爆。该方法可靠，网路简单。每个炮孔均用双雷管起爆，以增加可靠性。

1.7炮孔堵塞的原因及处理在施工过程中造成炮孔堵塞的原因多种多样：空孔补偿空间不够和装药量过大；装药高度不合理；装药段内有两种岩层时，先爆孔易将邻近孔在软岩处挤死；下孔口堵塞高，起爆顺序不等。发生炮孔堵塞时须结合现场实际情况处理：当堵孔较高时，用相邻未堵炮孔少量装药低段爆破，逐步削低堵塞高度；当堵孔高度在0.6m~0.8m时，可在该孔内装药少量炸药爆破，使孔放通。

2结论

通过应用证明：应用深孔分段爆破法掘进天井工艺是成功的，经济效果是良好的，它与普通法相比有如下优点：工人不需进入天井内作业，作业人员不会受到石块、冒顶、淋水、粉尘和炮烟的危害，因此作业安全、劳动强度小、作业条件好、粉尘浓度低；机械化程度较高，能形成天井机械化作业线；木材消耗低；工效较高，改变了用普通法掘进不能满足生产要求的状况，加快了采准工程的进度；爆破效率达到95%以上，井筒质量能满足生产要求。

深孔分段爆破法掘进天井是一种行之有效的掘进天井新工艺，它能大大加快我矿采准工程的进度。

参考文献：

[1]金属非金属矿山安全规程解读.长江出版社出版.

[2]金属矿床地下开采.冶金工业出版社出版.