Serial No. 600 April. 2019 现ꢀ 代ꢀ 矿ꢀ 业 MODERN MINING 总第 600期 2019 年 4 月第 4 期 冀东地区冻结段井筒光面爆破技术实践 贲ꢀ 勇ꢀ 吕ꢀ 斌ꢀ 张秋霞ꢀ 荣ꢀ 辉ꢀ 李志鹏ꢀ 张鸿川ꢀ 宋英伟 ( 河北钢铁集团滦县司家营铁矿有限公司) ꢀ ꢀ 摘ꢀ 要ꢀ 为了解决井筒因过冻造成掘进困难、施工效率低、工程费用高等问题,对冻结井筒采 用了光面爆破技术掘进。 经过反复试验,多次对中间掏槽形式和掏槽孔深度、周边光爆孔、中间崩 落孔的合理布置及装药结构等爆破参数进行优化,最终提高了人工和设备的利用效率,施工速度提 高 6. 5% ,每米成本降低 7% ,为矿山早投产早见效提供了保证。 关键词ꢀ 冻结井筒ꢀ 光面爆破ꢀ 单位成本 DOI:10. 3969 / j. issn. 1674-6082. 2019. 04. 075 ꢀ ꢀ 冀东地区铁矿矿体埋藏较深,第四系表土层覆 周边光面爆破孔最小抵抗线为 500 ~ 600 mm, 周边孔间距为 500 ~ 700 mm,采用径向空气间隙或 轴向空气垫层不耦合装药结构,炮眼密集系数为 盖厚,含水量丰富,多采用竖井开拓形式。 在建井筒 多次穿过不同厚度的砂石、砾石和黏土层,冻结法凿 井是本矿区通过不稳定表土层最有效的施工方法。 但是冻结壁进入掘进荒径时有发生,前期没有成功 的冻土爆破研究和实践经验,采用大直径超深中空 孔创造临空面,浅孔多循环光面爆破技术,以提高炮 眼利用率和劳动效率,减轻爆炸应力波和爆破震动 对冻结管和冻结壁影响。 [ 1-2] 0． 8 ~ 1． 0,装药密度为 159 g / m 左右 。 中间的崩落孔爆破参数借鉴露天大孔距小抵抗 微差爆破技术及立井基岩段大孔距崩落爆破的原 理,炮孔间距控制在 600 ~ 800 mm,最小抵抗线为 550 ~ 650 mm,炮眼密集系数为 1. 5 ~ 2. 2,炮孔以同 [ 1-2] 心圆布置,同圈炮孔同段起爆 。 1 ꢀ 工程概况 炮眼布置见图 1。 爆破参数见表 1。 某风井井筒直径为 4. 0 m,最大支护厚度为 500 mm,掘进荒径为 5. 0 m,井筒深 421. 7 m,水文地质 情况复杂,表土段采用冻结法施工,冻结深度为 288 m,冻结段掘砌深度为 267. 33 m。 采用内外双层钢 筋混凝土支护,基岩段 154. 37 m 采用普通法施工, 施工至 100 m 时井筒冻实,实测井帮温度为ꢁ18. 4 ~ ꢁ20. 0 ℃,还有 167. 33 m 冻结段因冻实进度缓 慢,存在约 42 ~ 46 m 冻结砂土、32 ~ 33 m 黏土层、 5 ~ 30 m 砾石层及 15 ~ 16 m 风化基岩。 2 2 ꢀ 爆破技术方案 经综合考虑及研究,掏槽眼采用大直径中空孔 螺旋掏槽形式,中空孔可一次钻 4. 0 m(2 个循环), 充分利用爆炸应力波和爆生气体膨胀综合作用;其 他掏槽孔深度应超出崩落孔炮眼 200 mm,掏槽眼圈 径控制在 0. 5 ~ 1. 5 m,眼距为 500 ~ 700 mm,掏槽 3 [1-2] 孔爆破设计炸药单耗为 2. 2 ~ 2. 8 kg / m 。 ꢀ ꢀ 贲ꢀ 勇(1985—),男,工程师,063701 河北省唐山市滦县。 图 1ꢀ 炮眼布置示意(单位:mm) 2 44 ꢀ ꢀ 贲ꢀ 勇ꢀ 吕ꢀ 斌等:冀东地区冻结段井筒光面爆破技术实践ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2019 年 4 月第 4 期 表 1ꢀ 爆破参数 炮眼位置/ mm 炮眼长度/ m 实际 装药量/ kg 每圈 每眼 眼数 圈径 / m 炮眼角度 / (°) 起爆 顺序 联线 方式 炮眼名称 眼号 / 个 圈距 眼距 设计 每圈 # 大孔径中空孔 掏槽孔 0 1 8 0 90 0 0 4. 0 4. 0 4. 0 # # 1 ~ 8 1. 5 2. 5 75 80 574 600 550 600 2. 2 4. 0 2. 2 2. 2 17. 6 28. 6 1. 4 11. 2 15. 6 Ⅰ Ⅱ # # 9 ~ 21 13 1. 2 崩落孔 并联 # # # 崩落孔 22 ~ 39 18 28 3. 7 4. 7 87 90 600 500 500 500 3. 8 3. 8 2. 2 2. 2 39. 6 61. 6 1. 2 21. 6 9. 8 Ⅲ Ⅳ # 周边孔 40 ~ 67 0. 35 3 ꢀ 施工过程 凿孔前保证工作面成锅底形状,既有利于融化 药困难和水冻结压缩药卷而降低起爆感度,现场大 部分炮孔采用药卷外套 PVC 塑料管的装药方式. 即 加快了装药速度,又保护非电起爆系统,掘进施工没 水的汇集处理,又为下个爆破掘进循环创造有利条 件。 本地区冻土的可钻性变化大,经低温冷冻后强 度变化更大,可爆性也发生变化,必须采用风动凿岩 机和煤电钻联合的钻孔方式,如果岩土层呈脆性,采 用 YT28 型凿岩机钻眼,而遇到黏性强的软弱黏土 层时,则采用煤电钻钻孔。 中空掏槽孔采用大直径 十字形钎头,钎杆长度为 4. 0 m,其他掏槽孔、崩落 孔和周边孔深 2. 2 m。 由于经低温冷冻的表土段岩 土有塑性变形,为提高炸药爆炸能量的有效利用率 和减少对冻结管与周边冻结壁的破坏,采用低爆速 高威力炸药,利用多段微差爆破技术,减少一次单段 起爆药量。 孔内为非电毫秒雷管,延迟时间为 25 ms;孔外为电雷管,并联网路,地面动力电源起爆。 为确保安全,吊盘提高至距工作面 60 m 附近,爆破 期间停止最内圈冻结管运转。 考虑到实际立井冻结 表土段施工条件,冻土崩落爆破炮孔密集系数适当 降低。 因伞钻无法完全靠近井帮作业,周边眼仍基 本按崩落眼布置,但钻眼时必须向外斜,爆后配用风 镐人力刷帮靠界。 为避免钻眼内融水堵塞炮孔而装 [ 1-3] 有出现拒爆现象 。 4ꢀ 结ꢀ 语 冻结段井筒中心采用大直径超深中空孔创造凌 空面,浅孔多循环光面爆破技术,爆破效果良好,爆 破块度均匀,上抛量少,凿井设备无损,冻结管和冻 结壁保持完好,提高了炮眼利用率,改善了破碎块 度,减轻了爆炸应力波和爆破震动对冻结管和冻结 壁影响,人工和设备的利用效率大幅度提高,施工速 度提高 6. 5% ,每米成本降低 7% ,保证矿山早投产 早见效。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ 1]ꢀ 宗琦. 立井冻土掘进爆破参数模型试验研究[D]. 合肥:中国 科学技术大学,2004. 2]ꢀ 宗ꢀ 琦,傅菊根,汪海波. 乳化炸药塑料管抗压装药结构在立 井冻结段爆破中的应用[J]. 工程爆破,2008,14(3):27-30. [3]ꢀ 马芹永. 冻结井筒冻土安全爆破技术[C] ∥2001 年全国矿山 建设年会论文集. 北京:中国煤炭学会,2001:31-33. ( 收稿日期 2018-12-05ꢀ 责任编辑ꢀ 何ꢀ 伟) ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ · 记者在线· 辽宁今年计划建成 100 家“五化”示范矿山 ꢀ ꢀ 据《辽宁日报》4 月 8 日消息,辽宁省全力推进 后的设备、工艺及方法,鼓励中央、省属企业和大中 型矿山在技术改造、产能扩建项目中优先选取充填 采矿法、凿岩台车、高陡边坡在线监测监控、尾矿库 在线监测监控系统等先进适用技术装备,进一步提 升非煤矿山安全保障能力。 目前已完成整顿 750 家,并确定 245 家高风险企业进行重点监管,建立一 矿一档、一库一档的安全生产档案。 非煤矿山综合治理,健全非煤矿山安全生产责任体 系,持续推动“五化” 示范矿山建设。 目前,全省已 完成整顿 750 家,并开始 100 家“五化”示范矿山建 设工作。 今年,辽宁省将持续推动规模化、标准化、机械 化、信息化、科学化的“五化”示范矿山建设,到年底 全省计划建成 100 家“五化”示范矿山,及时淘汰落 2 45