地下矿山工程井巷掘进爆破技术及实施要点的思考

2018-01-30欧阳亦渺陈荣铛欧阳后热

中国设备工程 2018年22期

欧阳亦渺，陈荣铛，欧阳后热

（温州建峰矿山工程有限公司，浙江温州 325807）

通过井巷掘进爆破技术，不仅能够有效的提高开采效率，缩短开采周期，而且还能够减少爆破飞石，避免对周围的环境造成污染。本文通过对于井巷掘进爆破技术的相关介绍，以及在地下矿山开采过程中的实际应用进行深入分析，进一步促进井下铁矿开采技术的合理发展。

1 井巷掘进爆破技术的主要内容

工程爆破技术的快速发展，在铁矿工业领域应用更加广泛，有效的促进我国铁矿开采的效率。尤其是利用掘进爆破技术，不仅能够实现连续不断的开采作业，极大的减小了开采时间，而且还能够有效促进整个开采工程的经济效益。所谓的井巷掘进爆破技术就是针对天井、隧道、平巷等区域进行定点爆破，而在这些区域进行爆破的过程中，很容易受到掘进断面影响爆破的效果。通过在井巷进行掘进爆破技术能够保证爆堆集中、块度均匀，提高工程爆破质量。矿山开采能够帮助人们将地表以下的矿产资源进行挖掘，并且进行输送。通过井巷掘进爆破技术，可以保证运输通道更加的安全，为矿山的开采提供一定的安全保障。

在地下矿山开采的过程中，通过合理的运用掘进爆破技术，能够提高矿山开采的效率，但是也必须要注意孔深、孔距、装药量等内容的研究。

2 井巷掘进爆破技术的掏槽方式

在进行矿山工程掘进爆破技术之前必须要进行掏槽，而且掏槽的质量直接决定了整个爆破掘进技术的质量。

在掏槽的过程中，首先应该针对岩石性质、井巷断面等内容进行分析，并且选择恰当的掏槽方式。

2.1 楔形掏槽

在楔形掏槽的过程中，由于炮孔的数量会比较多，在爆破时很容易形成楔形空间，所以楔形掏槽必须要保证断面超过4m²左右，并且岩石的质地要均匀坚硬。为了能够保障爆破的质量与安全，在巷道掘进的过程中应该要保证炮孔的孔底距离在10～20cm左右。

2.2 桶形掏槽

桶形掏槽能够进行垂直掏槽，所以非常适用于在中等硬度以上的岩质之中。通过运用桶形掏槽能够保证掏槽的宽度扩大，并且增加了掏槽的腔体积，适合大规模爆破。在桶形掏槽的过程中，应该要保证槽的直径大于装药炮孔的直径，并且还可以预留一定的补偿空间，从而帮助作业的工人能够有一定的自由面。

2.3 螺旋掏槽

螺旋掏槽能够保证装药炮孔与空孔之间的距离不断增加，而且装药破孔能够一次起爆，保证掏槽腔体的体积会不断变大。在螺旋掏槽爆破的过程中，如果遇到难炮的岩石，必须要增加腔体的空间以及自由面，从而提高爆破的效果。螺旋掏槽一定要注意空孔的位置和数量，避免掏槽的作用产生影响。

3 井巷掘进爆破技术的施工要点

通常情况下，影响井巷掘进爆破质量的问题有两方面。第一个方面是岩石自身的结构和构造，另一方面则是人为因素。所以井巷掘进爆破技术的施工要点，必须要从两方面进行分析。为了能够强化爆破的效果，保证在挖掘的过程中安全爆破，选择合适的方式进行起炮，尤其是起炮之后炮孔必须要保证形成一定的自由面。通过自由面能够减少振动和噪音等问题，而掏槽形式不同，起炮的顺序也不同。所以在操作的过程中必须要针对炮孔的位置、炸药的构造以及炮眼数量爆破方法进行严格分析，选择最优的起爆方案。

4 井巷掘进爆破技术的相关参数

炮孔的直径以及炸药的单位使用量都会对井巷掘进爆破技术产生一定的影响，所以必须要针对井巷掘进爆破的相关参数进行全面分析。

4.1 炮口直径

炮孔的直径太小很容易导致爆破效果出现差异，如果炮孔直径比较大，则装药的直径也大，这样能够保证爆破的集中性，提高爆破的整体效率和整体的进度。如果炮孔的直径过大，很容易降低爆破的速率，炮孔的数量也会减少，对于岩石的破坏量效果不足，巷道周围的平整度也会产生参差不齐的问题。对于整个爆破效果来说，如果炮孔直径过大很容易导致井巷掘进爆破的难度增大，所以必须要根据设备工具和性质进行全面的分析，只有在施工场地进行综合判断，并且对照实验，才能够有效选择最合适的炮孔直径。

4.2 炮孔深度

炮孔的深度就是指孔底与施工面之间的垂直距离，深度作为爆破的重要参数，不仅影响了凿岩爆破的整体施工质量，而且对于挖掘的全过程也会产生影响。炮孔深度还会导致挖掘进度、爆破效果以及材料成本等方面发生变化。所以为了提高挖掘的速度，要合理保持炮孔的深度，进一步提升精细化水平，保证挖掘技术不断提升。

4.3 孔距

孔距对于炮孔的直径深度以及炸药的使用量等因素都会产生重要影响。在明确了岩石性质以及井巷断面的情况下，必须要针对炮孔数量、炮孔的装药量等参数进行合理调整，从而选择最佳的孔距。孔距的确定，必须要结合多年的施工经验，一般情况下，孔距的间距在400～600mm左右，周边孔的孔距则是在600～700mm左右，周边孔到轮廓线之间的距离在100～150mm左右。通常如果井巷掘进爆破技术的施工场地的地质较软，则周边孔后和轮廓线之间的距离应该在200～300mm左右，但是这些数据必须要根据实际的施工条件进行适当的调整。

4.4 填塞长度

填塞长度能够有效提高炸药的利用效率，进一步提高井巷掘进爆破技术的爆破质量，所以合理的填塞长度能够有效的提高整个施工工程的水平。在填塞物配比方面，必须要保证粘土与沙土的比例为1:3，并且在实际的填塞物生产过程中，填塞的程度是装药长度的0.35倍，并且要保证装药长度与炮眼直径之间的比例关系。

4.5 毫秒爆破时间间隔

在井下爆破工作的过程中，通过确定毫秒爆破的时间间隔，能够有效的促进爆破技术的推广，利用高速摄像机针对辅助孔掏槽孔周边孔进行判断，能够发现毫秒爆破时间间隔以50～100m/s最佳。掏槽孔各段的毫秒爆破时间间隔必须要在50m/s。通过实验证明，毫秒爆破时间间隔技术能够保证爆破的质量。

5 井巷掘进爆破的作用机理

在井巷掘进爆破的过程中，由于爆炸产生的巨大冲击力，会导致爆破区域周边的岩石出现破碎裂缝等情况，在环向拉应力的影响之下，应力波会导致岩体的裂缝不断扩张，形成二次裂缝。爆炸所产生的气体会让整个岩石内部的体积膨胀，形成一定的破碎块度。如果膨胀体积不断增大，岩石会形成爆破漏斗，应力波造成的破坏力远远超过爆炸所产生的气体破坏效果。所以在炮眼炸药爆炸的过程中，爆炸要从炮眼的中心向四周进行扩散，必须要针对不同的爆炸作用将爆炸范围进行合理划分，并且每一个区域的爆破效果都存在不同的差异。

第一个区域的爆破效果属于粉碎区域，这一区域受到的冲击力最大粉碎区的半径为74mm左右，在这一范围内，所有的矿盐都会在强大的应力波作用下受到持续的破坏，最终形成粉末。第二个区域是破碎区域。破碎区域受到应力波和爆炸气体共同作用，所以会导致岩石出现裂缝破裂的问题，在爆炸应力波的作用下，会导致岩石直接破碎，爆炸气体则会对矿岩进行深度破坏，必须要充分的运用爆炸气体。第三个区域是节理裂隙的破坏，在第三个区域内，无论是爆炸应力还是爆炸气体，都无法对天然岩体造成破坏，但是会产生节理裂缝。

采用井巷掘进爆破技术方法，由于一次爆破石方量大，因而每月爆破次数少，同时爆破作业时爆破噪声和震动也比较小。因此，采用井巷掘进爆破技术作业方式，可以提高安全系数，增强安全性，同时也可以解决矿山爆破作业过程中震动大、飞石多、爆破次数多等难题。