斜坡道施工光面爆破技術(shù)的應(yīng)用

袁新華

廣東十六冶建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510515

隨著無(wú)軌機(jī)械化設(shè)備在礦山開(kāi)采中的普及應(yīng)用，斜坡道等大斷面井巷成為礦山開(kāi)拓的必然選擇，但大斷面井巷工程對(duì)井巷質(zhì)量、安全也提出了更高的要求.由于光面爆破技術(shù)具有保持圍巖的穩(wěn)定、減輕對(duì)圍巖的擾動(dòng)、對(duì)巖石結(jié)構(gòu)影響小，同時(shí)出渣量少、出渣安全性高，以及井巷成型平整、安全等優(yōu)點(diǎn)，在大斷面巷道施工中得到了廣泛地應(yīng)用.

廣東十六冶建設(shè)有限公司在承建湖南柿竹園有色金屬有限責(zé)任公司柴山3000t／d多金屬技改項(xiàng)目中，在斜坡道掘進(jìn)工程中，采用淺眼全斷面掘進(jìn)法，預(yù)留光爆層，實(shí)施光面爆破，使巷道驗(yàn)收合格率達(dá)100%，并為該項(xiàng)目爭(zhēng)創(chuàng)優(yōu)良工程奠定了良好基礎(chǔ).

1 光面爆破技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

斜坡道主要貫穿于中等穩(wěn)固巖石，其斷面較大，除局部地段須噴錨支護(hù)外，大部分地段巷道無(wú)需支護(hù)，斷面采用三心拱形式，斷面尺寸為4.5m×4m，總工程量為1400m.全斷面共布置鉆孔52個(gè)，各技術(shù)參數(shù)如下.

（1）炮孔數(shù)目 N，N＝3.3（f×S2）1／3［1］.其中f為巖石堅(jiān)固性系數(shù)，一般為10～12，這里取f＝12；S為巷道面積，其值為15.67m2.通過(guò)公式求得理論炮孔數(shù)目N＝47，因光面爆破需要，實(shí)際炮孔布置數(shù)目為52個(gè)（不含空孔，下同）.

（2）炸藥單耗Q.根據(jù)本項(xiàng)目的巖石情況及炸藥品種（2號(hào)巖石硝銨炸藥，底孔選用乳化炸藥）以及類似工程經(jīng)驗(yàn)，取斜坡道掘進(jìn)的炸藥單耗Q＝1.35 kg／m3.

（3）掏槽孔，采用螺旋形平行空孔直線掏槽方式［2］.布置中心空孔一個(gè)，掏槽孔4個(gè)，孔深為2.5 m，掏槽孔圍繞中心空孔布置，第一個(gè)起爆孔距中心空孔距離為150mm，后一起爆孔距中心空孔距離增加100mm，直至第四個(gè)掏槽孔距中心空孔距離為450mm.

（4）輔助孔，布置兩層輔助孔.孔深為2.3m，孔間距為0.7m，輔助孔在巷道斷面均勻布置，斜坡道掘進(jìn)輔助孔炮孔數(shù)目為20個(gè).

（5）底孔.底孔間距為0.6m，共布置8個(gè)底孔，孔口高于巷道地板0.1m，孔深為2.3m，孔底低于巷道地板0.1m.裝藥量介于掏槽孔和輔助孔之間，裝藥深度為孔深的0.6倍.

（6）光爆孔.在巷道頂板及兩幫布置光爆孔，最后以導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路.光爆孔孔深為2.3m，孔徑為42mm，內(nèi)裝直徑為21mm的小藥卷，光爆孔共布置19個(gè).光面爆破主要參數(shù)設(shè)計(jì)如下：炮孔間距E＝12·d孔＝504mm，取E＝0.5m［1］；光爆層厚度W光＝12·d孔＝504mm，取W光＝0.5m；炮孔密集系數(shù)m＝E／W光＝1.0，裝藥不耦合系數(shù)為d孔／d炸＝42／21＝2，線裝藥密度q＝0.18kg／m.圖1為斜坡道斷面鉆孔布置圖.

圖1 斜坡道斷面鉆孔布置圖Fig.1 Section drilling layout plan of ramp

2 斜坡道光面爆破施工工序質(zhì)量控制

在項(xiàng)目施工過(guò)程中，各道工序要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，需對(duì)斜坡道光面爆破施工工序中的測(cè)量放孔、鉆機(jī)平臺(tái)架設(shè)、鉆孔對(duì)位、鑿巖裝藥及連線起爆等施工工序進(jìn)行質(zhì)量控制.

（1）測(cè)量放孔：用全站儀和鋼卷尺將設(shè)計(jì)各鉆孔精確地標(biāo)示在斜坡道斷面上，鉆孔的準(zhǔn)確定位是保證巷道中線和巷道設(shè)計(jì)輪廓的重要保證.

（2）鉆機(jī)平臺(tái)架設(shè)：由于斜坡道斷面較大，須架設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)，鉆機(jī)平臺(tái)的高度要滿足周邊光爆孔的鉆孔要求.

（3）鉆孔對(duì)位：鉆孔對(duì)位需按對(duì)位準(zhǔn)、方向正、角度精的要求，保證鉆孔精度，嚴(yán)格按測(cè)量標(biāo)示的孔位鉆孔，以保證對(duì)位準(zhǔn)確.炮孔需嚴(yán)格垂直于巷道斷面并保證相鄰炮孔相互平行，以保證炮孔方向正確.嚴(yán)格按設(shè)計(jì)角度鉆孔，以保證巷道的設(shè)計(jì)輪廓［3］.

（4）鑿巖：選派經(jīng)驗(yàn)豐富、熟悉鉆機(jī)設(shè)備性能及構(gòu)造的風(fēng)鉆工，施工中嚴(yán)格執(zhí)行軟巖慢打、硬巖快打的操作規(guī)程，以保證鉆孔質(zhì)量.

（5）裝藥連線起爆：采用直徑21mm小藥卷的不耦合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，每孔內(nèi)插入一根導(dǎo)爆索，實(shí)行周邊光爆孔齊發(fā)起爆，光爆孔在主炮孔起爆后最后起爆.

3 光面爆破質(zhì)量評(píng)價(jià)

項(xiàng)目開(kāi)工以來(lái)，始終堅(jiān)持質(zhì)量第一、安全第一的指導(dǎo)方針，以爭(zhēng)創(chuàng)優(yōu)良工程為目標(biāo)，狠抓工程質(zhì)量管理，注意對(duì)已完工工程的質(zhì)量評(píng)價(jià)和總結(jié).2012年5月，對(duì)已完工的斜坡道的質(zhì)量進(jìn)行抽查，對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量控制和生產(chǎn)進(jìn)行了認(rèn)真的評(píng)價(jià).

設(shè)計(jì)要求光面爆破后斜坡道寬度的最小值為4450mm，最大值為4650mm，高度的最小值為為3950mm，最大值為4150mm.共抽查及采集巷道寬度數(shù)據(jù)為50個(gè)，高度數(shù)據(jù)為25個(gè)，同時(shí)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組整理，結(jié)果列于表1和表2.

表1 斜坡道寬度數(shù)據(jù)Table 1 Width data of ramp

表2 斜坡道高度數(shù)據(jù)Table 2 Height data of ramp

通過(guò)表1和表2分別繪制出斜坡道寬度和高度的直方圖（圖2和圖3）.從圖2和圖3可見(jiàn)，該斜坡道工程經(jīng)光面爆破后，無(wú)論斜坡道寬度還是高度的數(shù)據(jù)均成理想的正態(tài)分布且數(shù)據(jù)穩(wěn)定.這表明，光面爆破質(zhì)量控制水平較高，技術(shù)設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量能滿足要求.

圖2 斜坡道寬度直方圖Fig.2 The width histogram of ramp

圖3 斜坡道高度直方圖Fig.3 The height histogram of ramp

4 結(jié) 論

廣東十六冶建設(shè)有限公司，在承建柿竹園柴山3000t／d多金屬技改項(xiàng)目斜坡道掘進(jìn)工程中，通過(guò)對(duì)光面爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化，合理選擇技術(shù)參數(shù)及加強(qiáng)質(zhì)量控制，在鉆孔爆破過(guò)程中選擇技術(shù)嫻熟的作業(yè)隊(duì)伍，精心施工，使該工程質(zhì)量滿足了設(shè)計(jì)要求.

［1］汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

［2］謝先啟.精細(xì)爆破［M］.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2010.

［3］于亞倫.工程爆破理論與技術(shù)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2004.