某鐵礦高階段天井深孔分段爆破施工技術方案摘要:某礦山已將新中段高度提高到90m，即新開拓中段為-385m至-300m水平，取消了-360m階段運輸巷道，減少了開拓工程量，在礦塊垂高上增加了近30米，給回采過程的鑿巖、爆破作業的帶來了技術難度，首先面臨的困難就是如何施工垂深75m的天井，由于可能產生較大偏斜率，而采用更換設備的方案或中孔鉆機與深孔鉆機分段鑿巖爆破的方案均需花費較大的經濟或時間代價，故采用原T-150鉆機施工需對施工方案進行變更。關鍵詞:高階段;天井;鑿孔;爆破天井在下向深孔空場嗣后充填采礦法中的意義相當于巷道掘進作業中的掏槽炮孔的意義一樣重大，天井施工進度、質量和經濟效益在整個礦房爆破作業中有著重要的作用，本研究高階段天井深孔分段爆破的施工方案。1工程概況某鐵礦礦巖穩固，水文地質條件簡單，設計采用下向深孔空場嗣后充填采礦（VCR）法開采，該鐵礦鐵礦石品位最高TFe53.05%，一般TFe30～35%。普氏硬度系數：礦石f=12～15，巖石f=5～11。深孔鑿巖設備采用T150深孔鉆機施工，鉆孔φ為165mm，較為合適的施工深度為50m以內，超過該深度則鉆孔的垂直度及進度均大幅度降低。根據目前階段高度適應性及采礦設備的性能，礦山已將新中段高度提高到90m，即新開拓中段為-385m至-300m水平，取消了-360m階段運輸巷道，減少了開拓工程量，在礦塊垂高上增加了近30米，給回采過程的鑿巖、爆破作業的帶來了技術難度，首先面臨的困難就是如何施工垂深75m的天井，由于可能產生較大偏斜率，而采用更換設備的方案或中孔鉆機與深孔鉆機分段鑿巖爆破的方案均需花費較大的經濟或時間代價，故采用原T-150鉆機施工需對施工方案進行變更。2高階段天井深孔爆破方案2.1.1鑿巖流程①驗收鑿巖硐室規格，要求底板平整無浮渣、無鐵器；②按設計布孔，并由底板投射到硐室頂板上，做好記號；③安裝T-150型潛孔鉆機對應好頂板記號；④鑿巖；⑤驗收炮孔的偏斜、深度、數量等指標。2.1.2天井天井炮孔布置圖1天井炮孔布置圖天井垂高75.2m，采用T-150型潛孔鉆機施工Φ165mm大孔，為保證天井施工爆破成功，天井設計為5*3m，以增大孔間距，防止穿孔。先確定天井中心孔，然后圍繞中心孔布置其余炮孔。確保炮孔的位置在斷面內均勻布置。共布置15個孔。天井中布置一個中心孔，圍繞中心布置6個掏槽孔，外圍布置8個周邊孔控制成井后的天井形狀。天井為5*3m，面積11.7㎡，孔網參數：周邊孔間距為1.5m，中心孔至掏槽孔間距為1.0m。大孔施工過程中控制成孔質量偏斜角度小于0.5°，如偏差太大需重新補孔。2.1.3鑿巖操作要點①鉆孔前每一個施工人員要熟悉所有鉆孔方位、深度及地質情況；②基礎必須按照設計要求施工，鉆機架豎立找正，鉆孔角度調整好，上下支撐牢固，以防偏孔；③鑿孔作業人員必須依據設計圖，按照測量人員給定的眼位進行鑿孔。④鑿孔的傾角、孔深及傾向要符合設計要求。鉆孔孔口位置誤差應當小于100mm；鉆孔傾角誤差小于0.5°。在鉆鑿前鉆機必須用放置為水平狀態，用水平尺核驗，滑架及鉆桿從前后左右四個方向進行垂直度核驗，發現偏差及時校正。⑤開孔作業時采用低轉速、低沖擊、低推進開孔作業，開口2根鉆桿后重新核驗開孔角度，發現偏差及時糾偏。2.2.1鑿巖流程①進場后檢撬頂板，清理孔口雜物，鐵絲、碎石；②運送火工材料至天井硐室；③準備吊孔材料，（水泥塞、14#鐵絲、孔口竹竿），進行測孔；④吊孔；⑤復測孔底高度，高度無誤后開始堵塞；⑥下放起爆藥卷，每孔的第一次裝藥量控制在每孔總裝藥量的60%以內；⑦測每孔第一次裝藥后的藥頂高度；⑧計算爆破高度，第二次裝藥，保證裝藥高度一致；⑨孔口堵塞；⑩把導爆管連接在導爆索上；⑾收集所有與導爆索連接好的導爆管尾部，并連接上起爆導爆管；⑿施工人員撤離；⒀敷設起爆網絡至安全地帶；⒁起爆。2.2.2裝藥設計每次分段爆破，先爆破掏槽孔，掏槽孔爆破段高為2.5m。分段爆破的總裝藥量為504kg，最大單響72Kg（兩孔一段）。每次爆破崩渣量29.4m3，裝藥單耗為17.1kg/m3。每孔沿孔深布置敷設一根導爆索，采用毫秒延期導爆管，導爆管正向連接。每班的爆破次數根據現場通風情況以及下口補償空間情況而定。炮孔裝藥結構圖（圖2）1--鐵絲2--導爆索3--巖粉4--藥包5--巖粉6--水泥塞圖2炮孔裝藥結構圖2.2.3裝藥注意事項藥卷直徑保持在140mm，裝藥時藥卷應與孔口成90°，避免碰到孔口使藥卷變形，影響藥卷在孔內的下落。裝藥人員一定要確認前一卷藥下落到孔底后方可投放下一卷藥。2.2.4天井堵塞處理經對比爆破效果后，爆破段高控制在2.5m。假如爆破段高不合理或裝藥量過大極易造成天井爆破分段部分井筒收縮，爆落物在收縮段擠死，使天井堵塞，需重新補孔后再爆破。2.2.5孔口清理爆破進場后，首先組織人員把爆破孔口反沖形成的碎石從孔口周圍清理干凈，如鐵絲、碎石、竹篾。防止雜物落入孔內，影響爆破孔的選擇，使爆破孔不能在天井斷面內等距分布。2.2.6測孔在裝藥前，技術人員首先用測繩測出每個孔的孔底位置，根據各孔底位置確定每孔裝藥量。技術人員一定要認真完成每一遍測孔工作，要記錄詳細、數據對比直觀。每次分段爆破應測三遍，第一遍測孔在孔口清理之后，以掌握所有孔的情況，分析炮孔數據后，選擇合理的爆破裝藥孔；第二遍測孔在完成炮孔下部堵塞工作后，檢查堵塞的高度；第三遍測孔在每孔裝入設計裝藥量的60%之后，對比其他炮孔裝藥高度，把所有炮孔裝藥高度統一在一個高度上。三遍測孔應由同一人完成，中間不要換人。由于孔口反沖，會在孔口造成爆破漏斗，每人確定孔口的標準不一樣，會直接影響其他測孔數據。2.2.7連線導爆管與起爆網絡連接過程中作業人員要將導爆管的腳線位置拉緊且保持一定角度，最佳角度為20°～60°，其捆扎長度不得小于15cm，要求用力捆緊扎牢，嚴禁打結或隨意連接。要統一、有序、且保持與傳爆相同的方向。2.2.8堵塞天井爆破的孔底堵塞高度不應超過30~80cm，孔口堵塞在200～300cm，既不會在孔底形成喇叭口，也不會反沖孔口形成較大的爆破漏斗。2.2.9破頂厚度選擇根據經驗，把天井破頂厚度確定在5m較為合理。達到設計破頂厚度的關鍵是調整爆破高度和控制裝藥量。最終破頂厚度的預留要提前分次分段爆破開始調整。調整過程中要遵循“只減不加”的原則。3材料與設備3.1鑿巖設備（見表1）表1鑿巖設備序號設備名稱規格型號數量用途1深孔鉆機/臺T-1501鑿巖2無油增壓機/臺VW-4.7/5-161增壓3高氣壓潛孔沖擊器/個DHD3601鑿巖4鉆桿/根HOD16552鑿巖5高風壓潛孔鉆頭/個SD-1654鑿巖3.2火工材料（見表2）表2火工材料序號材料名稱規格型號數量用途1炸藥/kg巖石乳化炸藥9360爆破2導爆索/m塑料導爆索14000傳爆3導爆管/發毫秒延期600起爆火工材料消耗量為掘進75m天井的消耗量。4結論（1）闡述了非煤地下礦山高中段天井深孔分段爆破成井技術設計、施工全過程，為工程設計及技術人員應用該技術提供了依據。（2）施工方法簡單，操作方便，減少了人力物力的投入，降低了工程成本。（3）按該施工方法施工，具有施工工期短、質量好、成本低、施工作業安全性高、工序交叉作業少特點。

參考文獻：

[1]陳旭.

深孔爆破法施工天井在大紅山鐵礦的應用[J].

中國礦業,

20