矿房边帮控制爆破技术分析

矿房边帮控制爆破技术分析

赵邦

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摘 要：边帮控制爆破在矿房回采率中起着举足轻重的作用，控制矿房边帮不但提高二步回采率，而且有效确保了回采过程中的安全，也有效降低了充填成本。随着新材料、新技术和新工艺的不断发展，边帮控制爆破技术在工程实践中得到不断完善，逐步成为一种先进的边帮控制爆破技术。本文运用边帮控制爆破技术对张庄铁矿新中段0305盘区505X矿房进行回采，并对回采过程中存在的问题进行探讨。

关键词：边帮；边孔爆破；控制爆破

张庄铁矿采用垂直深孔球形药包崩矿后退式回采，分为一步采、二步采，在一步回采结束并充填完成后，进行二步回采，若一步回采控制不好，严重影响这二步采回采和回采过程中的安全，因此需要对矿房进行边帮控制爆破。普通深孔爆破回采方法控制差、成本高、回采率低、安全性差，为此，采用边帮控制爆破技术控制矿房边帮。介绍了边帮孔布置的选择、装药方式和爆破施工技术。

1 矿山概况

张庄铁矿位于安徽省六安市霍邱县，于2010年8月建成，2018年转入新中段。在老中段回采过充中，由于岩层结构、爆破等原因，造成多数矿房一步采超采，部分矿房超采严重，影响二步采回采，新中段为了减少一步采回采超采，同时控制二步采回采，需要对矿房边帮实施控制爆破。新中段矿体中段高为90m，矿房宽度15m，长度100m左右，拉底高度为30m，岩石结构为磁铁矿石，其硬度为12~15。

2 爆破方案的设计与施工

本次爆破方案主要为深孔边帮爆破设计与施工。

^{2.1 爆破参数}

（1）炮孔直径165mm，根据施工图纸放好线做好点位，采用T-150钻机施工。

（2）炮孔深度51m，偏斜控制在1%左右。

（3）孔网参数。排距为3.5m，列距自北向南为2.0m、3.0m、4.0m、3.0m、2.0m，边孔距巷帮0.5m。为实行矿房边帮控制爆破，本次边孔加密为1.5m孔距。

（4）爆破分层，每排炮孔分两次爆破第一次爆破25m，第二次破顶，每次爆破两排，前两排超前后两排25m，倒台阶高度25m。

（5）单耗、单响：单耗控制在0.25～0.40kg/t左右，最大单响控制在300kg以内。

^{2.2 爆破设计}

采用分段爆破：主爆孔炸药用Φ140mm大直径乳化炸药，边孔采用φ70mm乳化炸药；第一次爆破底部25m，第二次继续爆破后两排底部25m，第三次前两排破顶，形成倒台阶后侧向后退式循环爆破崩矿。单次爆破两排孔共16孔（单排四个主爆孔，四个边孔），采用单导爆索（红线）孔底球形药包、孔内毛竹间隔装药、孔口毫秒微差导爆管雷管分段起爆。

^{2.3 装量结构}

主爆区大孔装药采用φ140mm乳化炸药，3+2（3个药卷1个竹竿接2个药卷循环）；边孔采用φ70mm乳化炸药，用铁丝将炸药每隔1m串一节的间隔装药模式，分层装药量2kg（1+1模式），一个边孔单次装药量52kg。

主爆孔装药结构采用多层球状药包空气间隔装药，分层装药量为27kg、18kg间隔装药，最下层药包埋置深度1.5～3.0m，下部用岩粉堵塞，堵塞长度为1.0～1.5m，层间空气间隔长度1.0m，最上层药包堵塞料为岩粉，堵塞长度2.0～2.5m，相邻炮孔药包交错布置，提高爆破效果。

^{2.4 药量计算}

首次底部爆破两排各25m，预计可爆矿石8899t。炸药单耗0.27kg/t计算，消耗炸药2432kg、导爆管雷管36个、导爆索850m、起爆导爆管雷管2发；最大单响252kg；冲击波158m；地震波24m。

^{2.5 爆破网路}

由于实行倒台阶侧向后退式爆破矿石，每排逐孔起爆，由中间至两边起爆，一共10个段发毫秒微差导爆管雷管孔口起爆孔内导爆索爆破、导爆管全部连至起爆导爆索、再由毫秒电磁雷管起爆导爆索完成爆破工序。

^{2.6 装药注意事项}

（1）装药时药卷应与孔口成90°，避免碰到孔口使药卷变形，影响药卷在孔内的下落。装药人员一定要确认前一卷药下落到孔底后方可投放下一卷药。

（2）孔口清理

爆破进场后，首先组织人员把爆破孔口反冲形成的碎石从孔口周围清理干净，如铁丝、碎石、竹篾。防止杂物落入孔内。

（3）测孔

在装药前，作业人员首先用测绳测出每个孔的孔底位置，根据各孔底位置确定每孔装药量。

作业人员一定要认真完成每一遍测孔工作，要记录详细、数据对比直观。每次爆破应测二遍，第一遍测孔在孔口清理之后，以掌握所有孔的情况，分析炮孔数据后，选择合理的爆破装药孔；第二遍测孔在完成炮孔下部堵塞工作后，检查堵塞的高度。二遍测孔应由同一人完成，中间不要换人。由于孔口反冲，会在孔口造成爆破漏斗，每人确定孔口的标准不一样，会直接影响其他测孔数据。

^{2.7 堵塞}

每次装完药后，孔口要进行堵孔，堵孔采用岩粉，堵孔高度在2.0～2.5m，最后一次破顶在装完炸药后将整个孔填塞满。

^{2.8 连线}

导爆管与起爆网络连接过程中作业人员要将导爆管的脚线位置拉紧且保持一定角度，最佳角度为90°，其捆扎长度不得小于15cm，要求用力捆紧扎牢，严禁打结或随意连接。要统一、有序、且保持与传爆相同的方向。

^{2.9 起爆}

待井下人员全部撤离至安全地点后，由爆破员连线、连线爆破员起爆。

^{2.10 爆破施工流程}

爆破作业面平整→钻爆设计→测量布孔→钻孔→钻孔验收→申请领取炸药→装药→填塞→联接网络→爆破系统安全检查→安全警戒→起爆→爆后检查处理→收集整理资料。

3 爆破安全距离校核

爆破的危害效应包括爆破地震波、爆破飞石、空气冲击波及噪音。地下工程空气冲击波以及噪音产生的危害可以忽略不计。爆破震动及爆破飞石的控制，则需选择合理的爆破参数，既控制最大一段起爆药量，采取微差爆破方法来解决。本次最大一次起爆药量为252公斤。按垂直振速公式

（
k取150，a取1.6,V≦2.5cm/s）求得最小安全距离R=88.1米。本次爆破为松动爆破，采场内空间窄小，飞石受周围巷道限制，不会对警戒线以外的人员构成安全威协。综合以上考虑，人员只要撤离至距爆源中心100米以上的围岩较坚固（不至因地震波至顶板冒落）的巷道内，既可保证安全，本矿山实行大爆破撤人制度，井下受影响区域作业人员均要上井确认签字后方可起爆。

4 问题讨论

^{4.1 钻孔精度}

^{对于新中段矿房高度90m，其中深孔钻孔深度51m，目前使用T-150型潜孔钻机能够保证其钻孔精度，施工过程中，孔位偏差较小，然而当钻头穿过软岩向硬岩钻进时，钻头的方向不易和硬岩的层面垂直，容易沿层面钻进，从而出现偏差。所以施工人员要熟悉矿体的地质情况，施工时要实时调整钻进速度，减少偏差。}

^{4.2 爆破后炮孔堵塞}

^{各个分段爆破后，经常会出现炮孔被堵塞的情况。造成堵孔的原因主要是出现拒爆、上部孔内掉下石块、炮孔堵塞太高等等。为了防止堵孔，应该采取以下措施：采用双雷管或者导爆索辅助起爆，防止拒爆；准确测定矿体水平构造，适当的控制爆破分段高度，同时控制好装药高度，使所有的装药高度保持在同一水平，防止孔内掉块；每次凿完孔后，孔口用沙袋盖好。}

^{4.3 装药结构}

^{装药结构是影响爆破效果好坏的一个重要因数。主爆孔采用Φ140mm炸药，并提高孔内装药密度，可以有效的确保爆破后的矿石块度；边孔选用Φ70mm炸药，降低装药密度，并采用均匀间隔布置，最大成度的减少对边帮的破坏，且要求能够将爆裂的矿石抛出。}

^{5 结论}

^{运用边帮控制爆破技术，顺利完成了505X矿房的回采，且保障了边帮成型。通过爆破试验证明，边帮控制爆破技术不但安全性好，而且降低了充填成本。其价值会随着新的爆破材料和爆破设备的运用，得到更大的体现，运用也会越来越广。
参考文献：}

^{[1] 张强, 余剑, 王玉富,等. 张庄铁矿厚大铁矿床二步骤矿房回采控制爆破技术研究与实践[J]. 现代矿业, 2019, 35(10):4.
[2] 汪旭光 爆破手册 冶金工业出版社}