大水金礦水平巷道斷面爆破設(shè)計

許 赟

（甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

礦區(qū)內(nèi)分布的地層單一，巖相屬海陸交互相碳酸鹽巖建造。巖性為一套脆性的白云巖，白云質(zhì)灰?guī)r及粉晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r，一般為中厚層。下部常有紫紅色碎屑巖夾層，中上部巖石層面多有波痕構(gòu)造，產(chǎn)有雙殼動物群化石[1]。巖性較脆，在后期應(yīng)力作用下產(chǎn)生斷裂和層間破碎虛脫空間，為成礦流體的運(yùn)移和礦質(zhì)的富集提供了有利的構(gòu)造部位。

1 巷道掘進(jìn)

1.1 巷道斷面形式

結(jié)合大水金礦礦山地質(zhì)和水文地質(zhì)，根據(jù)近30年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，作用在巷道上的地壓較小，且水平巷道的作用主要用來運(yùn)輸，因此優(yōu)先選用三心圓拱形，這種斷面形式的巷道利用圍巖自穩(wěn)結(jié)構(gòu)來減少巷道的支護(hù)，從而將巷道的凈空面積達(dá)到最有效利用，服務(wù)年限長，更能節(jié)約成本。

斷面規(guī)格參數(shù)見圖1。

圖1 斷面規(guī)格參數(shù)

1.2 鑿巖機(jī)具

受巷道斷面尺寸的限制，巷道鑿巖一般采用YT-28氣腿式鑿巖機(jī)，該鑿巖機(jī)鑿孔孔徑約為36mm～43mm，孔深一般小于2.5m。特點(diǎn)是應(yīng)用普遍，設(shè)備輕，靈活，移動方便，但是作業(yè)條件差，勞動強(qiáng)度大[2]。

1.3 爆破工藝

（1）掏槽眼。該巷道斷面的掏槽孔采用柱形掏槽，這種方法大小斷面都適用，掏槽深度受巷道尺寸限制小，一般布置7個掏槽孔，梅花形布置，其中4個為空氣孔，孔深2.5m。

（2）輔助眼和周邊眼的布置。炮孔間距：輔助孔取0.6m，周邊孔取0.8m，周邊孔距巷道輪廓線取0.1m。

（3）炸藥種類及用量。因采用濕式打眼，孔內(nèi)有積水，因此選用2號巖石乳化炸藥，采用導(dǎo)爆管起爆。

炸藥用量：每一掘進(jìn)循環(huán)爆破炸藥用量Q=qSLη。

q-單耗（kg/m3)，巖石系數(shù)12-14之間，根據(jù)《采礦手冊》炸藥單耗取2.64kg/m3；S-巷道掘進(jìn)斷面（㎡）；L-炮眼深度（m）；η-炮眼利用率，一般取0.8-0.95，這里取0.95；故每一掘進(jìn)循環(huán)爆破炸藥用量Q=2.64×5.5×2.5×0.95=34.5（kg）。

孔網(wǎng)參數(shù)及藥量計算表：

表1 孔網(wǎng)參數(shù)及藥量計算表

（4）裝填及起爆網(wǎng)絡(luò)方式。①裝藥方式：采用連續(xù)裝藥。②起爆網(wǎng)絡(luò)方式：采用導(dǎo)爆管，孔內(nèi)微差起爆的網(wǎng)絡(luò)連接形式，將炮孔內(nèi)引出的導(dǎo)爆管分成若干束，每束導(dǎo)爆管捆連在一發(fā)導(dǎo)爆管傳爆雷管上，將這些導(dǎo)爆管傳爆雷管再集束捆連在上一級傳爆雷管，直至用一發(fā)起爆雷管擊發(fā)即可以起爆整個網(wǎng)絡(luò)。③填塞：堵塞材料宜采用掘進(jìn)時棄渣，不應(yīng)采用腐殖土，炸藥箱紙片相對密度較小的，端口封堵長度為0.4m。

1.4 爆破施工

施工要求：①施工前應(yīng)對導(dǎo)爆管進(jìn)行外觀檢查，導(dǎo)爆管不允許有破損，進(jìn)水，封口不嚴(yán)。②炮孔內(nèi)導(dǎo)爆管不應(yīng)有接頭。③起爆導(dǎo)爆管的雷管與導(dǎo)爆管捆扎端端頭的距離不應(yīng)小于15cm。

1.5 爆破安全距離

（1）爆破地震安全距離。根據(jù)薩道夫斯基公式：R=（K/V）1/aQ1/3式中R-觀測點(diǎn)到爆源的距離（m）；K,a-與爆破條件，巖石特性等有關(guān)的系數(shù)，中硬巖K取250，a取1.8；Q-炸藥量(kg)；V-介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的移動速度（cm/s），這里取2cm/s。得，爆破地震安全距離=（250/2）1/1.8×34.51/3=52.5m。

（2）沖擊波安全距離。Rk=25Q1/3式中Rk-空氣沖擊波對掩體內(nèi)避炮人員的安全距離；Q-炸藥量，得出，沖擊波安全距離Rk=25×34.51/3=80.4（m）。

1.6 裝巖與運(yùn)輸

采用耙斗裝巖機(jī)與0.75m3礦車和600電機(jī)車組成。

1.7 掘進(jìn)通風(fēng)

采用局扇進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)，使爆破后工作面的炮煙和粉塵盡快排出，并提供足夠的新鮮風(fēng)流，改善勞動條件。

2 爆破危害控制與安全

（1）早爆事故預(yù)防。①嚴(yán)格遵守爆破安全規(guī)程，在爆破施工區(qū)嚴(yán)禁有明火；②嚴(yán)禁打殘眼和舊眼；③不要在高溫天氣下進(jìn)行爆破作業(yè)，避免高溫環(huán)境造成早爆；④按爆破安全規(guī)程的要求進(jìn)行爆破器材的運(yùn)輸、儲存和廢舊爆破器材的銷毀。

（2）拒爆事故處理。①處理盲炮前應(yīng)由爆破領(lǐng)導(dǎo)人定出警戒范圍，并在該區(qū)域邊界設(shè)置警戒，處理盲炮時無關(guān)人員不準(zhǔn)許進(jìn)入警戒區(qū)；②導(dǎo)爆管起爆網(wǎng)絡(luò)發(fā)生盲炮時，應(yīng)首先檢查網(wǎng)絡(luò)是否有破損或斷裂，發(fā)現(xiàn)有破損或者斷裂的應(yīng)修復(fù)后重新起爆；③盲炮處理后，應(yīng)仔細(xì)檢查爆堆，將殘余的爆破器材收集起來銷毀，在不能確認(rèn)爆堆五殘留的爆破器材之前，應(yīng)采取預(yù)防措施；④盲炮處理后應(yīng)由處理者提交報告，說明產(chǎn)生盲炮的原因、處理的方法和結(jié)果、預(yù)防措施[3,4]。

（3）爆破粉塵的防治。①濕式鑿巖。濕式鑿巖是高壓水經(jīng)過鑿巖機(jī)流過水針注射入鋼釬到鉆頭，在鉆眼過程中，水與石粉混合成泥漿流出，從而避免了粉塵外揚(yáng)。濕式鑿巖降塵率能達(dá)到80%。作業(yè)順序是先開水再開風(fēng)，先關(guān)風(fēng)后關(guān)水。②噴霧灑水。噴霧灑水是在距工作面15m～20m處安裝除塵噴霧器，在爆破前2min～3min打開噴水裝置，爆破后30min左右關(guān)閉。另一種方法是在工作面前懸掛裝水的水袋，盛水?dāng)?shù)十千克，水袋中放入少量的炸藥，與裝藥同時起爆，以捕集合凝聚爆破所產(chǎn)生的粉塵。

（4）爆破有害氣體的防治。①使用合格炸藥，炸藥組分的配比應(yīng)當(dāng)合理，盡可能做到零氧平衡。禁止使用過期，變質(zhì)的炸藥；②做好爆破器材防水處理，確保裝藥和堵塞質(zhì)量，避免半爆、爆燃；③應(yīng)保證足夠的起爆能量，使炸藥迅速達(dá)到穩(wěn)定爆轟和完全反應(yīng)；④井下爆破后加強(qiáng)通風(fēng)。平巷掘進(jìn)超過20米時，應(yīng)采用機(jī)械通風(fēng)。爆破后無論時隔多久，工作人員在下井之前，均應(yīng)用儀表檢測井底有害氣體濃度，確保安全后方可進(jìn)入工作面。