浅析井下铁矿开采中深孔爆破技术

关键词：井下铁矿 开采 深孔爆破技术 

中图分类号：tf521文献标识码：a文章编号： 

1.中深孔爆破技术概述 

中深孔爆破技术在土石方工程爆破中占有重要地位，在地下采矿工程中得到广泛应用，同时也取得了良好的经济效益。随着深孔钻孔和装运设备的不断改进、爆破技术的不断完善和爆破器材的日益发展，中深孔爆破技术在改善和控制爆破效果、提高大型设备装运效率和经济效益方面的优越性已越来越被人们所重视。 

由于中深孔爆破技术能够满足不同工程的技术要求，不但全面改善爆破质量，同时也改善爆破技术经济指标，降低工程的成本。全面改善爆破质量是指爆破对岩石破碎效果好，岩石块度的大小要符合工程要求，很少有不符合规格的大块，爆破后基本无底跟，爆堆要集中同时要具有一定的松散度，还要满足铲装设备高效率的装载要求；合理控制最小抵抗线，降低爆破的有害效应，减少向后拉裂和侧裂，降低爆破振动、噪声、冲击波和飞石的危害。改善爆破技术经济指标是指提高爆破产量，减少炸药单耗，并在改善破碎质量的条件下，使钻孔、装载、运输和二次破碎等后续工序发挥其高效率，降低工程的综合成本。为了取得良好的爆破效果必须合理的选择爆破参数，优化爆破工艺，从而达到预期的爆破效果。 

2.井下开采中深孔爆破参数 

2.1炮孔直径和炮孔深度 

中深孔爆破炮孔直径d主要取决于岩石性质和钻机的类型。工程中深孔钻机的直径通常为80～200mm。通常情况下，当钻机的型号确定以后，其孔径就可以确定了，目前国内常用的中深孔孔径有45mm、80mm、100mm、150mm等等。然而对于井下铁矿开采，炮孔直径一般选择的比较小，通常在80mm～100mm。 

2.2最小抵抗线 

最小抵抗线w是影响中深孔爆破效果又一重要参数。工程实践表明，炮孔前排抵抗线过大爆破后整个炮区推不出去，后冲现象明显，拉裂厉害，同时会出现大量的底根，大块率高，影响下次爆破作业的进度；相反，抵抗线过小，不仅浪费炸药、加大钻孔作业时间，影响了工程的进度，同时还会产生飞石危害。w的取值同岩石硬度、炸药威力以及炮孔直径和炮孔角度等因数有关，由于这些因数的复杂性，很难用公式表示。在爆破设计时只能根据一些经验公式来计算，再在经验公式计算的基础上，还要结合工程实际不断对抵抗线参数进行调整，从而达到良好的爆破效果。 

2.3炮孔间距和排距 

通常说的炮孔间距a指相同排的中深孔相邻两个炮孔之间的距离。孔距可以按经验公式计算：即a=mw，式中的m为炮孔的密集系数，一般地它的值都大于1.0，在较大的孔径爆破中m取3～4或者是更大。炮孔排距b是指相邻两排炮孔之间的距离。排距的确定方法和确定最小抵抗线的原理相似。 

2.4炸药单耗 

炸药单耗q表示爆破单位体积岩石的用药量系数，是爆破设计药量计算中的一个重要参数。q值的影响因素挺多的，变化的范围也很大，当炸药用量确定后，在装药、堵塞和起爆方法都一样的情况下，单耗q主要是根据岩石的硬度、均匀性、最小抵抗线的大小和自由面的多少来改变的。因此，炸药单耗值的合理选取常常要通过大量试验和长期实践来验证。盲目地增加单耗不一定能提高爆破效果，这些能量都浪费在对岩石的过度粉碎及增加爆破有害因素上。在一定爆破条件下，不同的岩石，会有适合自己的单耗。每个爆破工程都会根据以往的生产经验和工程试验，在根据岩石的特性来确定其单耗或通过经验公式来计算。对于铁矿的单耗一般在0.4～0.6kg/m3之间。 

2.5装药方式 

传统的装药方法是以人工的方式进行，不但劳动强度大，装药效率低，同时装药的质量也很差，特别是井下有水的孔会使装药不连贯，从而影响爆破效果。随着机械化的不断发展，人工装药将逐步被机械装药所淘汰。我国已有海南岛铁矿、大冶铁矿、德兴铜矿和南分铁矿等都采用了机械化装药。该方法不但提高了井下装药效率，同时也改善了装药的质量，与人工装药相比爆破效果更好。 

2.6炮孔堵塞 

炮孔合理的堵塞长度不但改善了爆破效果、提高了炸药的利用率，同时也保证了堵塞质量。适当的堵塞不但能降低冲击波能量损失，而且尽可能的减少炮孔的装药量。如果炮孔堵塞过长就会使延米爆破量降低，同时造成岩石上部大块多；相反堵塞过短，则会出现冲炮现象，炸药的能量损失就很大，同时影响炮孔下部岩石破碎的质量，进而产生底根。 

2.7微差起爆 

微差起爆技术是井下矿山开采使用比较多的方法，它是在中深孔炮孔之间或者是各排炮孔之间以毫秒时间间隔，按照爆破要求，以一定顺序起爆的方法。通过微差起爆技术，能够减少爆破振动，降低振动带来的危害；使爆破产生的冲击波相互叠加，提高岩石破碎质量；同时降低了炸药单耗，节约了成本。 

3.巷道掘进爆破 

3.1概述 

当前，在巷道施工掘进中采用的主要手段依然选用爆破方式进行。爆破效果的好坏会直接影响到巷道掘进的其他工序，如矿石装料运输和巷道支护等，进一步影响掘进的速度。巷道的掘进爆破即在保障作业安全的情况下按照规定的断面将岩石爆破掉，从而形成运输和作业的巷道。掘进爆破炮区的范围不是很大，药量也不是很多，但是它只有一个爆破自由面，爆破的夹制作用就会很明显。所以在施工中一定要将不同功能的炮眼进行合理布置，并要确定好施工的方式方法、爆破的合理参数、装药的结构及炮孔的起爆顺序。 

在巷道掘进爆破过程中，炮眼可以根据用途的不同而分为以下四类： 

（1）掏槽眼：爆破后形成新的自由面，为后续炮眼爆破创造有利条件。 

（2）崩落眼：它是导致岩石破碎的主炮孔，在爆破中，它能够利用前面爆破所形成的自由面，并在其上方形成大个体积的破碎型漏斗。 

（3）周边眼：能够很好的保证爆破后形成的断面形状、大小和基本轮廓，并符合巷道的施工设计要求。 

（4）底眼：完成巷道底面的平整。 

3.2井下巷道掘进掏槽方式 

进行巷道掘进作业时，通常只有一个自由面，这样爆破的条件会很差。为了形成爆破新的自由面，就需要在掘进工作面的合适位置布置一些炮孔，提前起爆，形成一个掏槽口，为后续炮眼起爆创造好的条件。所以要提高爆破效率，就必须对掏槽的方式进行合理的选择。工程中应用很多掏槽方式，我们可大致分为直眼掏槽和斜眼掏槽两类。 

（1）直眼掏槽 

直眼掏槽方式包括直线掏槽、螺旋掏槽和角柱式掏槽。 

直眼掏槽是比较适合岩石硬度在中度及中度以上的且断面比较小的巷道掘进中。由于炮孔与工作面相互垂直，因此炮孔的深度是没有限制的，适合炮孔要求比较深巷道掘进爆破以提高掘进速度；同时炮孔没有角度，施工也很容易控制，只要确保孔底都在相同的垂直面上就行；爆破后的抛渣距离也比较小，爆堆比较集中，便于运输；钻机之间可以同时作业，干扰比较少，效率比较高。 

（2）斜眼掏槽 

斜眼掏槽技术是巷道掘进中最常见的掏槽方式，它的主要特点就是掏槽眼会和工作自由面形成一定的角度。斜眼掏槽也具有很多方式，选择那种方式主要还是取决于周围岩石的性质和作业面的大小。