深孔分段爆破天、溜井施工方法

深孔分段爆破天、溜井施工方法
马维清    张生良
（中冶集团华冶资源安徽分公司）
 摘  要：把垂直深孔落矿阶段矿房法（VCR法）的掏槽经验推广应用在天、溜井施工中，解决了普通法、吊罐法、爬罐法掘进速度慢、功效低、劳动强度大、木材消耗量大、粉尘浓度高、通风条件差、安全性差等缺陷。加快了成井速度，降低了施工难度及工程成本，保证了工程质量，降低了施工中的安全风险。在高深天、溜井施工中具有较广泛的推广价值。
 关键词：天井；溜井；深孔分段爆破
 
1、前言
 目前国内地下矿山施工天、溜井主要方法有普通法、吊罐法、爬罐法和反井钻机施工法等。但该法存在掘进速度慢、功效低、劳动强度大、木材消耗量大、粉尘浓度高、通风条件差、安全性差等缺陷；反井钻机施工法存在工艺复杂、钻机钻进过程中防偏斜困难、成本高等缺陷。VCR采矿法采用无轨出矿设备，对天、溜井需求大，中冶集团安徽分公司在草楼铁矿采矿过程中，因地制宜，最大限度地利用现有的深孔钻机设备，把垂直深孔落矿阶段矿房法（VCR法）的掏槽经验推广应用在天井、溜井施工中，取得了良好效果。
2、施工工艺流程及操作特点
2.1  施工工艺流程
 （1）凿岩。①验收凿岩硐室规格，要求底板平整无浮渣；②按设计布孔，并投射到硐室顶板上；③安装T-150型潜孔钻机；④凿岩；⑤验收炮孔的偏斜、深度、数量等指标。
 （2）爆破。①运送火工材料至溜井硐室；②进场后检撬顶板，清理孔口杂物，铁丝、碎石；③准备吊孔材料，（水泥塞、14#铁丝、孔口横棍），进行测孔；④吊孔；⑤复测孔底高度，高度无误后开始堵塞；⑥下放起爆药卷，每孔的第一次装药量控制在每孔总装药量的60%以内；⑦测每孔第一次装药后的药顶高度；⑧计算爆破高度，第二次装药，保证装药高度一致；⑨孔口堵塞；⑩把导爆管连接在导爆索上；⑾收集所有与导爆索连接好的导爆管尾部，并连接上起爆导爆管；⑿施工人员撤离；⒀敷设起爆网络至安全地带；⒁起爆。
2.2 操作要点：
 保证炮孔质量，偏斜率不超过1%，否则应补孔。
2.2.1.起爆顺序
 采用自下而上的起爆顺序，掏槽孔间隔时间25ms—50ms，周边孔的间隔时间取150ms以上为宜。采用起爆器—500m脚线—毫秒导爆管—导爆索起爆方式。
 第一响掏槽孔至空孔的距离L按下式计算：

 
 式中，D为空孔直径，mm；n为补偿系数；d为第一响掏槽孔孔径，mm。
 掏槽孔至空孔的距离可按下式计算：
L′=（2.6~4.5）D。
2.2.2  天、溜井炮孔布置：（见图1）

图1  天、溜井炮孔布置图
 
 先确定溜井中心孔，然后围绕中心孔布置其余炮孔。力求炮孔的位置在断面内分布均匀，孔间距要相等。共布置15个炮孔。溜井井中布置一个中心孔，围绕中心孔布置4个掏槽孔，外围的八个孔为周边孔控制成井后的井筒形状，2个措施孔。溜井直径φ＝2.5m，面积4.91m2，孔网参数：周边孔间距为1m，中心孔至掏槽孔间距为0.71m。
2.2.3  爆破 
2.2.3.1  装药设计
 每次分段爆破，爆破段高3m，共8个装药孔，剩余5个为补偿孔（自由面），分段爆破的总装药量360kg，最大单响45kg。设计每次爆破崩渣量15m3。 炸药单耗为2.4kg/m3。每孔沿孔深敷设一根导爆索，采用非电毫秒微差导爆管，导爆管正向连结。每班的爆破次数视通风情况而定，原则上在条件允许的情况下尽可能多爆破。装药结构图见图2。
 

图2   装药结构图
1～4—9kg药包；5—导爆索；6—孔口横棍； 7—水泥塞；
8—孔底堵塞；9—吊孔铁丝；10—炮孔
2.2.3.2.装药量计算
 （1）掏槽孔的每米炮孔装药量:

式中，α1为装药孔中心至空孔切线夹角之半，（°）；L1为装药孔至空孔距离，m。 深孔分段爆破天、溜井施工方法(一)......