凡口鉛鋅礦機(jī)械化鑿巖裝藥的爆破效果分析

鐘 杰

(1.凡口鉛鋅礦, 廣東 韶關(guān)市 512325； 2.中南大學(xué) 資源與安全學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410083)

0 引 言

凡口鉛鋅礦為加快開(kāi)拓和采準(zhǔn)工程進(jìn)度，提高作業(yè)效率和安全性，引進(jìn)機(jī)械設(shè)備代替人工作業(yè)。凡口鉛鋅礦原掘進(jìn)工作面原采用氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖，鉆孔直徑為38 mm，孔深一般為2 m，而機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鉆孔孔徑為40 mm，孔深2.7 m。裝藥原采用人工裝藥，目前引進(jìn)小裝藥臺(tái)車進(jìn)行機(jī)械化裝藥。

無(wú)論是氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖，還是機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鑿巖，要提高掘進(jìn)效率，首先要布置好炮孔，掘進(jìn)工作面炮孔分為掏槽孔、輔助孔和周邊孔3類。針對(duì)凡口礦硬巖巖性特征，掘進(jìn)工作面布孔關(guān)鍵在于掏槽孔，掏槽孔是為增加爆破自由面。炮孔在工作面上的位置不同，爆破順序不同，在爆破工作中所起的作用也不同。

1 作面炮孔布置

1.1 掏槽孔布置

掏槽孔的作用是首先在工作面上將某一部分巖石破碎并拋出，在第一個(gè)自由面的基礎(chǔ)上崩出第二個(gè)自由面，為其它炮孔的爆破創(chuàng)造有利條件。掏槽孔掏槽效果對(duì)循環(huán)進(jìn)尺起著決定性的作用，掏槽孔布置要根據(jù)巷道斷面規(guī)格、鉆孔深度和礦巖的物理力學(xué)性質(zhì)來(lái)綜合考慮。對(duì)凡口礦比較堅(jiān)硬的礦巖，在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)需要留空孔增加新自由面來(lái)進(jìn)行爆破掏槽。掏槽孔孔間距不宜太大也不宜太小，孔間距過(guò)大，掏槽效果不好，達(dá)不到目的；孔間距太小，放炮時(shí)易被鄰孔帶走或擠死，亦達(dá)不到預(yù)期爆破效果。因此，布置掏槽孔，孔間距要適中，才能起到很好的爆破效果。與氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)相比，鑿巖臺(tái)車的孔徑大，在掘進(jìn)斷面相同的情況下，布置的總孔數(shù)比氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)少。鑿巖臺(tái)車可以施工大小不同的鉆孔，掏槽孔的空孔用大鉆頭打(孔徑60 mm)，脆硬的巖石工作面打2～3大空孔,爆破效果較好。

1.2 輔助孔布置

輔助孔又稱崩落孔，是大量崩落礦巖和繼續(xù)擴(kuò)大掏槽區(qū)的炮孔。輔助孔要均勻布置在掏槽孔與周邊孔之間，其孔距一般較大，機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鉆孔孔徑較大,則適當(dāng)增加孔間距，炮孔方向一般垂直于工作面，裝藥系數(shù)一般為0.60～0.80。輔助孔能逐步擴(kuò)大掏槽區(qū)的自由面，讓周邊孔能充分爆破,并控制好巷道規(guī)格。

1.3 周邊孔布置

周邊孔是爆落巷道周邊巖石最后形成巷道斷面設(shè)計(jì)輪廓的炮孔。周邊孔布置合理與否，直接影響巷道成型是否規(guī)整，周邊孔可分為頂孔、邊孔和底孔。為控制好巷道斷面形狀，氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)和機(jī)械化鑿巖臺(tái)車布孔方式基本一致。頂孔和邊孔應(yīng)布置在設(shè)計(jì)輪廓線上，但為了便于施工，通常向外偏斜一定的角度，角度大小根據(jù)炮孔深度來(lái)調(diào)整，孔底落在設(shè)計(jì)輪廓線外不超過(guò)90 mm。周邊孔的布置，除光面爆破外，孔的間距一般為0.8～1.2 m，光面爆破孔間距取小值，炮孔采用間隔裝藥，控制好巷道窿形，減少松石。

根據(jù)以上掘進(jìn)面掏槽孔、輔助孔和周邊孔的布置原則，凡口礦在生產(chǎn)實(shí)際中進(jìn)行了反復(fù)實(shí)驗(yàn)摸索，分段平巷氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖與機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鑿巖布孔方式、雷管段數(shù)安排分別見(jiàn)圖1，圖2。

圖1 氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖布孔方式

圖2 鑿巖臺(tái)車鑿巖布孔方式

2 鑿巖爆破試驗(yàn)

(1) 氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖,小裝藥臺(tái)車裝藥爆破。采用氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆平行水平孔，炮孔布置和炮孔雷管段數(shù)及起爆順序見(jiàn)圖1，鉆孔布置好后，采用小裝藥臺(tái)車給Shn-455m盤(pán)區(qū)廢石掘進(jìn)面和礦石掘進(jìn)面裝藥爆破進(jìn)行試驗(yàn)，掘進(jìn)面規(guī)格均為3.4 m×3.2 m(寬×高)。各爆破孔在進(jìn)行小臺(tái)車裝藥前先預(yù)裝起爆藥卷(直徑35 mm，長(zhǎng)240 mm乳化硝銨炸藥)和雷管。裝藥爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果見(jiàn)表1。

表1 氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖、小裝藥臺(tái)車裝藥爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果

(2) 機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鑿巖，小裝藥臺(tái)車裝藥爆破。在相同的作業(yè)點(diǎn)采用機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鉆孔，并用同樣的小裝藥臺(tái)車裝藥爆破試驗(yàn)，炮孔布置和炮孔雷管段數(shù)及起爆順序見(jiàn)圖2，各爆破孔在進(jìn)行小臺(tái)車裝藥前先預(yù)裝起爆藥卷和雷管，裝藥爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果見(jiàn)表2。

表2 機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鑿巖、小裝藥臺(tái)車裝藥爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果

(3) 氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖，人工裝藥爆破。相同的作業(yè)點(diǎn)如果采用人工裝填藥卷(直徑35 mm，長(zhǎng)240 mm乳化硝銨炸藥)爆破，在布孔方式和炮孔雷管段數(shù)不變的情況下，氣腿式風(fēng)鉆打平行水平孔，每槽炮進(jìn)尺平均可達(dá)到1.9 m，爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果見(jiàn)表3。

表3 氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿巖、人工裝藥爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果

(4) 機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鑿巖，人工裝藥爆破。相同的作業(yè)點(diǎn)如果采用人工裝填藥卷(直徑35 mm，長(zhǎng)240 mm乳化硝銨炸藥)爆破，布孔方式和炮孔雷管段數(shù)不變的情況下，機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鉆平行水平孔，每槽炮進(jìn)尺平均可以達(dá)到2.58 m，爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果見(jiàn)表4。

表4 機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鑿巖、人工裝藥爆破試驗(yàn)參數(shù)及效果

3 爆破試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)比分析表1與表3，表2與表4試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在相同作業(yè)點(diǎn)采用相同的鑿巖方式，布孔方式和炮孔雷管起爆段數(shù)相同的情況下，均發(fā)現(xiàn)小裝藥臺(tái)車的爆破效果較手工裝藥的爆破效果差，而且小臺(tái)車裝藥爆破效果不穩(wěn)定。

對(duì)比分析表1與表2，表3與表4試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在相同作業(yè)點(diǎn)采用相同的裝藥方式，鑿巖臺(tái)車掘進(jìn)面比氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖掘進(jìn)面的炮孔個(gè)數(shù)少了6個(gè)，炮孔深0.3～0.7 m，但鑿巖臺(tái)車鑿巖爆破的掘進(jìn)進(jìn)尺較氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的好，因此，分析認(rèn)為鑿巖臺(tái)車可以取代氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。

后來(lái)多次鏟掘進(jìn)面時(shí)發(fā)現(xiàn)，小裝藥臺(tái)車裝藥放炮的掘進(jìn)面常殘留有沒(méi)有爆炸的乳狀炸藥，從而可推斷小裝藥臺(tái)車裝藥爆破時(shí)存在導(dǎo)爆管雷管沒(méi)有引爆起爆藥卷現(xiàn)象。目前礦山采用的是紙皮起爆藥卷，藥卷易斷且藥卷內(nèi)炸藥不飽滿，導(dǎo)爆管雷管常會(huì)與起爆藥卷脫離，影響爆破效果。改用塑料皮起爆藥卷或?qū)П髌鸨螅徽撌菤馔仁斤L(fēng)動(dòng)鑿巖，還是機(jī)械化鑿巖臺(tái)車鑿巖的掘進(jìn)面，爆破效果均有明顯改善。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜合以上分析認(rèn)為，鑿巖臺(tái)車鑿巖爆破的效果較氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的好，鑿巖臺(tái)車可以取代氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)；而小裝藥臺(tái)車的爆破效果較手工裝藥的爆破效果差，要提高小裝藥臺(tái)車裝藥爆破效果，必須正確使用各種工具，因此，還需在今后一段時(shí)間內(nèi)對(duì)小裝藥臺(tái)車裝藥爆破探索，以獲得滿意的爆破效果。

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