郭维扬 孙铭贵 韩贞陶 田小宝

(澳瑞凯(威海)破器材有限公司)

·材料与装备·

高精度长延期雷管及Shoutplus-T软件在井巷掘进爆破中的应用

郭维扬 孙铭贵 韩贞陶 田小宝

(澳瑞凯(威海)破器材有限公司)

为提高掘进爆破效率，加快工期，增加巷道围岩稳定性，减少拒爆事故，降低综合施工成本，采用高精度毫秒长延期导爆管雷管代替普通导爆管雷管，使用Shoutplus-T软件对原井巷掘进爆破施工设计中的炮孔布置、起爆顺序、时间间隔、装药结构和药量等参数进行综合优化。通过先期试爆和后期的大量生产验证，在提高进尺率，减少超挖，提高光面效果，降低围岩扰动，增加围岩稳定性，保障施工进度等方面效果显著，证明了高精度毫秒长延期导爆管雷管和配套爆破设计软件Shoutplus-T在井巷掘进爆破中发挥了重要作用，并具有很高的推广价值。

高精度导爆管雷管 Shoutplus-T 进尺率 围岩稳定性

某金矿围岩主要以似层状石英砂岩为主，节理裂隙较发育，岩石硬度中等，可爆性好；矿体硬度属中等，结构较完整，可爆性较好，矿体里有大小不等的空洞，对掘进钻孔和爆破造成一定的影响。采用Boomer282型双臂凿岩台车钻孔，凿岩效率高；TORO007型铲运机出矿；Boomer型凿岩台车支护；JY-5型多功能服务车辅助作业。

整个地下矿山处在基建期，掘进巷道工作量大，工期紧。巷道断面尺寸为5 m×5.2 m，4.6 m×4.8 m、4 m×4.5 m等。掏槽方式均为平行空孔直线掏槽(五梅花布孔)，掏槽空孔直径为76 mm，其余孔径为45 mm；起爆系统采用国产半秒系列导爆管雷管。掏槽孔、辅助孔、底板孔采用φ32 mm 岩石乳化炸药，周边孔采用φ25 mm岩石乳化炸药，平均孔深2.7 m。

1 存在问题

(1)巷道掘进单循环平均进尺率低，据矿山半年期掘进生产统计，平均掘进爆破进尺率为81%，施工进度缓慢，延误工期，同时爆破施工成本较高。

(2)围岩超挖现象较严重，局部超挖达20～30 cm，出渣量增大，支护成本提高，爆破后围岩裂隙多，稳定性变差，施工安全性降低。

(3)雷管拒爆率高，增加了二次爆破成本，影响了施工进度，给施工带来安全隐患。

2 原因分析

2.1 掏槽孔设计和施工问题

采用平行空孔直线掏槽，掏槽中心布孔为五梅花掏槽，中间孔为φ45 mm装药孔，四周为φ76 mm空孔。爆破设计掏槽相邻空孔间距为40 cm，现场实测掏槽空孔的间距为40～50 cm。掏槽部位的4个空孔间距过大，造成孔隙率不足，但中间装药孔起爆后，所破碎的岩石体积增长超出了周围的空孔所能提供的补偿空间，破碎的部分岩体会压实空孔，不能完全由气体排出，造成掏槽效果不佳，降低后续炮孔的进尺。图1为掏槽孔布置及效果示意。

图1 掏槽布孔布置及效果示意

2.2 雷管质量和性能问题

该矿山选用普通半秒系列导爆管雷管组网起爆，半秒系列导爆管雷管延期时间见表1。

表1 普通半秒系列导爆管延期时间 ms

段别12345678910延期时间050010001500200025003000350040004500

普通半秒导管雷管只有10段位，段位少，延期时间不够精确，无法实现掏槽空孔外围第一圈炮孔的逐孔起爆，4个空孔与中间装药孔形成的槽腔容纳不下4个装药孔同时爆破产生的碎岩，再一次造成孔隙率不足，导致掏槽区各炮孔的破碎岩石未能充分抛出，相邻炮孔接着起爆就会挤死掏槽区。由此会形成2个方面的问题，一是由于补偿空间不足造成爆破震动很大，扰动围岩；另一方面，由于掏槽区未能充分形成，因而对后续的扩槽孔、辅助孔及周边孔的夹制作用很大，造成爆破根底，影响了掘进循环进尺。掏槽部位残留的根底见图2。

图2 掏槽部位残留的压实岩粉

周边孔的延期时间为4500ms，而普通导爆管雷管在大延期系列的精度非常低，影响光爆效果，超欠挖现象严重。

3 优化方案设计

针对以上问题，选用澳瑞凯(威海)爆破器材有限责任公司生产的高精度毫秒长延时导爆管雷管，辅助以隧道掘进专用爆破设计软件Shotplus-T进行优化设计，高精度毫秒长延期导爆管雷管段别及延期时间见表2。

表2 高精度毫秒长延期导爆管雷管段别及延期时间 ms

段别12345678910111213时间25100200300400500600700800900100012001400段别141516171819202122232425时间160018002100240027003000340038004200460050005500

该种雷管延期精度准确,误差为±2%,选用1，3， 5，7，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18，19段共15个段位的产品，延期时间间隔达到200ms,满足掏槽部位炮孔实现逐孔起爆的延期时间要求。该种高精度雷管拒爆率很低，大大减少拒爆事故的发生，同时由于该品种导爆管雷管的脚线具有450N的抗拉性能，耐磨性能优异，使用过程的方便性和可靠性大大提高。

Shoutplus-T掘进爆破设计专用软件功能齐全，能够根据设定的参数，自动优化炮孔布置，验算掏槽部位的孔隙率,装填炸药和雷管，核算装药量,演示炮孔起爆次序、岩石初始移动方向,汇总单次爆破的爆破器材使用量等。

以5m×5.2m断面为例，采用Shoutplus-T进行优化设计。掏槽方式均为平行空孔直线掏槽(五梅花布孔)，掏槽空孔直径为76mm，其余孔径为45mm，直眼掏槽相邻空孔间距由原设计的40～50cm控制在24～28cm，中心装药孔处于4个空孔正中心；五梅花掏槽孔中的5个装药孔逐孔起爆；扩槽眼与内侧相邻装药孔夹角控制在90°～60°，并且保持在中垂线上；装药孔孔深由原设计的2.7m调整为3m，空孔深度由原有设计的2.7m调整为3.2m；辅助孔的间距由50～60cm调整为80～90cm；周边孔间距控制在50～60cm。设计过程及参数详见图3、图4及表3。

图3 5 m×5.2 m巷道钻孔设计和炮孔起爆顺序

图4 掏槽位置孔隙率计算

4 应用效果

利用Shoutplus-T软件对5 m×5.2 m断面巷道优化设计，炮孔数由原来的73个优化至61个，单循环炸药节省约18 kg，实际钻孔深度为3 m，平均进尺2.7～2.8 m，平均进尺率超过90%。通过隧道专用设计软件Shoutplus-T的优化设计及高精度毫秒长延期导爆管雷管的使用，巷道平均进尺率由81%提高至91%，工程进度加快，实施爆破优化的当月便顺利完成月开拓进度计划。随着产品的持续使用，巷道轮廓的平整度增加，光爆效果逐渐显现，巷道质量有明显提高，据统计最大超挖尺寸不超过18 cm，较优化前显著改善。没有出现过产品拒爆现象，补炮现象基本消失，爆破震动明显降低，围岩质量提高，本质提高了爆破施工安全性。产品现场操作便捷，一定程度降低了工人的劳动强度，优良的爆破效果降低了巷道支护成本，减少工人处理松石的工作量，单循环作业时间减少，提高了生产效率。

表3 装药参数

5 结 语

高精度毫秒长延期雷管取代半秒延期雷管应用于井巷掘进爆破有着极大优势，可选段别多、延期时间精确，为设计人员带来了极大设计灵活性，最终实现了提高爆破进尺、改善爆破效果的目的，同时在降低爆破振动、缩短工期方面也极为有利；配套的Shotplus-T爆破设计软件能事先模拟、预估爆破效果，给方案设计带来了极大的便利。高精度毫秒长延期雷管配套爆破设计软件的使用，为快速通过地质复杂地段或振动敏感地段提供了有效手段，具有很大的推广应用价值。

Application of High Precision Long Delay Detonator and Shoutplus-T Software in Excavation Blasting of Mine

Guo Weiyang Sun Minggui Han Zhentao Tian Xiaobao

(Orica (Weihai) Blasting Equipment Co.,Ltd.)

In order to enhance tunnelling blasting efficiency, shorten the construction period, increase the stability of roadway surrounding rock, reduce misfired accidents, reduce the comprehensive construction costs, the ordinary detonating tube detonators are replaced by high precision long millisecond delay detonating tube detonator, some parameters such as hole layout, detonating sequence, time interval, charging structure and dosage in the original mine tunnelling blasting design are optimized comprehensively by Shoutplus-T software. The early testing blasting and the late mass production verification results show that, the high precision long delay detonator and Shoutplus-T software are help to improve penetration rate, reduce the over-break, improve the effect of smooth surface, reduce the disturbance of surrounding rock, increase the stability of surrounding rock and guarantee construction progress. It further demonstrates that, the high precision long delay detonator and Shoutplus-T software can play an important role in excavation blasting of mine, therefore,the promotion value of them is high.

High precision detonating tube detonators, Shoutplus-T, Penetration rate, Stability of surrounding rock

2014-12-17)

郭维扬(1976—)，男，经理，工程师，264207 山东省威海市崮山镇九家疃西。