煎茶嶺鎳礦爆破參數(shù)的優(yōu)化

楊陸海，周 旭，林 強(qiáng)，白朝選

（陜西煎茶嶺鎳業(yè)有限公司， 陜西 漢中市 724308）

煎茶嶺鎳礦爆破參數(shù)的優(yōu)化

楊陸海，周 旭，林 強(qiáng)，白朝選

（陜西煎茶嶺鎳業(yè)有限公司， 陜西 漢中市 724308）

煎茶嶺鎳礦雖一直采用光面爆破進(jìn)行生產(chǎn)，但由于其巖體不穩(wěn)固，生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)爆堆大塊率高、爆破規(guī)格無法控制、炸藥單耗高等問題。為此，開展了不穩(wěn)固巖體巷道掘進(jìn)的光面爆破的試驗(yàn)研究，得出了適合該礦開采的光面爆破參數(shù)。

軟巖；光面爆破；爆破參數(shù)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

光面爆破作為一種成熟的技術(shù)，爆破參數(shù)對(duì)光面爆破的效果具有十分重要的影響，而爆破參數(shù)的確定主要處決于巖體性質(zhì)，因此，不同礦山或單位其爆破參數(shù)各不相同。煎茶嶺鎳礦礦巖主要以滑鎂巖、菱鎂巖、葉蛇紋巖組成，礦巖體中結(jié)構(gòu)裂隙發(fā)育。為取得理想的光面爆破效果，開展了光爆試驗(yàn)。

1 存在問題分析

針對(duì)煎茶嶺鎳礦爆破效果不理想，進(jìn)行了大量的現(xiàn)場(chǎng)記錄分析，發(fā)現(xiàn)主要有以下幾方面的原因。

（1）最小抵抗線過大。根據(jù)原有設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，通過試驗(yàn)效果分析，認(rèn)為原有的最小抵抗線（750mm）過大，導(dǎo)致輔助眼與周邊眼之間在爆破瞬間不能拉通，不但造成周邊眼爆破對(duì)兩幫的破壞，同時(shí)周邊眼與輔助眼之間容易形成大塊。

（2）不耦合系數(shù)的選擇不合理。不耦合系數(shù)n值大時(shí)，表示藥包與孔壁之間的間隙大，爆破后對(duì)孔壁的破壞?。环粗畬?duì)孔壁的破壞大?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)n＜2，則孔壁質(zhì)量難以保證。藥包應(yīng)放在炮孔中間，不能與保留區(qū)的孔壁緊貼，否則n值再大一些，就可能造成對(duì)孔壁的破壞。通過試驗(yàn)得出n＝2～4。實(shí)踐證明，當(dāng)n≥2時(shí)，只要藥包不與保留的孔壁（指靠保留區(qū)一側(cè)的孔壁）緊貼，孔壁就不會(huì)受到嚴(yán)重的損害。

（3）炮孔末端未使用炮泥堵塞。良好的堵塞不但能充分利用炸藥的爆炸能量，而且能減少爆破有害效應(yīng)的產(chǎn)生。煎茶嶺鎳礦炮孔未采用正規(guī)的堵塞手段，現(xiàn)場(chǎng)采用炮紙及礦渣等堵塞，堵塞不充分，嚴(yán)重影響爆破效果。

（4）炮孔布置不合理。輔助眼與頂眼間距過大，致使爆破后大塊較多。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)各爆破參數(shù)

2.1 炮眼間距

合理的炮眼間距應(yīng)保證炮眼間貫通裂隙完全形成。綜合考慮爆炸應(yīng)力波和爆生氣體在貫通裂隙形成過程中的作用，光爆周邊眼的間距與其最小抵抗線存在一定的比例關(guān)系，即：

式中：K——炮眼密集度系數(shù)，一般為0.6～1.0，巖石堅(jiān)硬時(shí)取大值，軟時(shí)取小值；

E——周邊眼間距，一般取400～600mm；

W——最小抵抗線。

按照光面爆破的要求，周邊眼的中心都應(yīng)布置在巷道設(shè)計(jì)斷面的輪廓線上，且眼底應(yīng)稍向輪廓線外偏斜，一般為100～150mm，這樣可使下一循環(huán)打眼時(shí)鑿巖機(jī)有足夠的工作空間，同時(shí)要盡量減少超挖量。

2.2 裝藥結(jié)構(gòu)及裝藥量計(jì)算

選用Φ32mm乳化炸藥藥卷，其殉爆距離為30 mm?？昭壑睆?2mm，其它炮眼直徑為40mm，周邊眼采用間隔不耦合裝藥（見圖1），其它眼采用連續(xù)裝藥。掏槽眼、輔助眼、周邊眼及底板眼的裝藥量可按下式計(jì)算：

圖1 周邊眼不耦合裝藥結(jié)構(gòu)

式中：q——單眼裝藥量，kg；

K——比裝藥量，參考其它類似工程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，選取K＝0.47～0.61；

a——炮眼間距，m；

W——炮眼爆破方向的抵抗線，m；

L——炮眼深度，m；

λ——炮眼所在部位系數(shù)，可參考表1選取。

表1 炮眼部位系數(shù)λ值

2.3 裝藥密度

裝藥量合適與否關(guān)系到爆破的質(zhì)量、安全和經(jīng)濟(jì)性，因此是一個(gè)重要的參數(shù)。裝藥密度可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：

式中：δy——巖石極限抗壓強(qiáng)度，MPa；

r——預(yù)裂孔半徑，mm；

q——線裝藥密度，kg/m。

該式適用范圍是δy＝10～15MPa，r＝46～170 mm。

2.4 炮泥堵孔

堵塞物必須使用黃泥，設(shè)計(jì)堵塞長(zhǎng)度為700 mm，無論在任何情況下，須保證堵孔長(zhǎng)度不小于500mm。

2.5 炮眼布置及單孔裝藥量

周邊眼間距550mm，抵抗線700mm；輔助眼分兩層，外層輔助眼間距為700mm，內(nèi)層間距1000 mm。

周邊眼采用不耦合間隔裝藥，為實(shí)現(xiàn)間隔裝藥，使藥卷居中在孔內(nèi)，預(yù)先按設(shè)計(jì)將藥卷用傳爆線串聯(lián)在竹片上。

爆破軟巖（f＜6）時(shí)，炮孔布置見圖2，爆破參數(shù)見表2。炸藥體積單耗q＝0.85kg/m3，炸藥質(zhì)量單耗q＝0.28kg/t。

圖2 軟巖（f＜6）光面爆破炮孔布置

表2 軟巖（f＜6）光面爆破參數(shù)

爆破硬巖（f＝6～7）時(shí)，炮孔布置見圖3，爆破參數(shù)見表3。炸藥體積單耗q＝0.9kg/m3，炸藥質(zhì)量單耗q＝0.3kg/t。

圖3 堅(jiān)硬巖性（f為6～7）爆破炮孔布置

表3 堅(jiān)硬巖性（f為6～7）進(jìn)路爆破參數(shù)

2.6 作業(yè)要求

（1）嚴(yán)格按鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，周邊眼間距的誤差不大于50mm，輔助眼間距的誤差不大于100 mm，周邊眼的外傾角不大于3°。

（2）除周邊眼、頂板眼、底板眼外，掏槽眼、輔助眼方向垂直工作面，要求孔底在同一平面上。

（3）鉆孔結(jié)束后要清孔，炮眼裝藥完畢用炮泥堵塞，確保裝藥質(zhì)量。

3 結(jié) 論

經(jīng)過大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，逐步修改各爆破參數(shù)，煎茶嶺鎳礦的光面爆破取得了理想的效果，不但爆破塊度得以控制，而且爆破的進(jìn)路斷面大小、輪廓規(guī)整。通過試驗(yàn)得出以下結(jié)論：

（1）降低了炸藥單耗，煎茶嶺鎳礦原爆破炸藥單耗0.36kg/t，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)后炸藥單耗降低至0.28～0.3kg/t；

（2）炮孔堵塞作用重大，在光爆中，若炮孔不堵塞或堵塞質(zhì)量差將直接影響炸藥爆炸作用，使爆炸力減弱；

（3）周邊眼必須采用不耦合裝藥技術(shù)，周邊眼若連續(xù)柱狀裝藥，爆破后對(duì)周邊輪廓破壞較大；

（4）針對(duì)不同性質(zhì)的礦巖，應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定合理的爆破參數(shù)，并采用適宜的單孔裝藥量及炮孔布置。

［1］ 肖木恩.光面爆破技術(shù)在破碎巖體掘進(jìn)中的應(yīng)用［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2005，25（2）：78－79.

［2］ 劉 亮，王洛鋒，柳海峰，等.光面爆破在三道莊鉬礦的應(yīng)用［J］.采礦技術(shù)，2011，11（5）：57－60.

［3］ 左宇軍，王茂玲.光面爆破裝藥量的確定［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2001（S1）.

［4］ 陸玉根，陳建宏，肖 誠(chéng)，等.全斷面光面爆破快速施工技術(shù)［J］.礦業(yè)工程研究，2011（3）：32－35.

［5］ 李 雄.井巷光面爆破參數(shù)的選擇實(shí)踐［J］.采礦技術(shù)，2006，6（3）：525－527.

2012－08－14）

楊陸海（1983－），男，采礦工程師，碩士，主要從事采礦工作。