铁矿深部开采巷道光面爆破技术研究.pdf

第3 4 卷2 0 1 6 年第5 期 总第1 8 5 期 问题研究 铁矿深部开采巷道光面爆破技术研究 修德江崔铁于向东 鞍钢集 团矿业设计研究院鞍 山 1 1 4 0 0 4 【 摘 要】 根据眼 前山 铁矿深 部开采巷道光面 爆破实 践， 阐 述了 巷道光爆的 要求与影响因 素， 总结了 光面 爆破 的设计 与控制方 法。 【 关键词】 深部开采光面爆破施工工艺 微差起爆 Re s e a r c h o n S mo o t h Bl a s t i n g Te c h n o l o g y o f I r o n Or e De e p M i n i n g Ro a d wa y X I U D e - j i a n g ， C U I T i e ， Y U X i a n g - d o n g A n s t e e l G r o u p Mi n i n gD e s i g n a n d Re s e a r c h I n s ti t u t e , A n s h a n 1 1 4 0 0 4 【 A b s t r a c t ] A c c o r d in g t o t h e s m o o t h b l a s t i n g p r a c t ic e o n t h e d e e p m i n i n g r o a d w a y o f Y a n q i a n s h a n I r o n Mi n e ， d e s c r i b e t h e r e q u i r e me n t a n d i n fl u e n c e f a c t o r o f r o a d w a y s mo o t h b l a s t i n g ． S u mma r i z e t h e d e - s i g n a n d c o n t r o l me t h o d ． 【 K e y w o r d s ] D e e p m i n i n g ， s m o o th b l a s t i n g ， c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ， m i l l i s e c o n d b l a s t i n g 1 光面爆破的优点 1 减少超、 欠挖， 减少炸药用量， 减少支护混 凝土用量。 2 爆破后岩面平整 ， 岩渣块度较小且均匀 ， 利于装渣。 3 减少支护投入， 节约施工成本。 4 加快施工进度 ， 缩短工期。 2 眼前山铁矿深部开采光面爆破 随着眼前山铁矿深部开采掘进工程 的全面展 开， 需要对巷道和硐室光面爆破更加重视。在巷 道硐室施工中 ， 最重要的原则是保护围岩 ， 在硬岩 中保护围岩的主要方法是控制爆破对遗留围岩的 影响。根据不同的围岩来确定光面爆破的各项参 数， 从而控制隧道的超欠、 挖 ， 对施工进度、 质量和 安全有着直接影响。 铁矿深部开采大多数岩层整体性较好， 且为 较坚硬的岩石 局部有破碎带和软弱岩层 ， 大断 面巷道和硐室采用半断面法挖掘 ， 小断面巷道采 用全断面法挖掘。爆破方式都以光面爆破为主。 爆破一循环后 ， 及时进行断面地质素描 ， 确定下一 循环的爆破方式及挖掘进度。其光面爆破设计方 一 5 8 一 案如下 1 炮孔孔径 用气腿式凿岩机钻孔 ， 炮孔孔 径 D4 0 mm。 2 周边子 【 J 司距E 1 0 ～ 1 2 ， 约4 0 0 5 0 0 啪m 。 3 光爆层厚度 光爆层厚度是指周边孔最 小抵抗线， 与巷道断面大小有关。断面大， 光爆孔 所受到的夹制作用小， 岩石比较容易崩落， 光爆层 厚度可以大些； 断面小 ， 光爆孑 L 受到的夹制力大 ， 光爆层厚度可以小些。同时， 光爆层厚度与岩石 的性质和地质构造有关 ， 坚硬岩石光爆层厚度可 小些 ， 松软破碎的岩石光爆层厚度可大些。本项 目光爆层厚度 0 ． 5 ～ 0 ． 7 m。掏槽孔加深 0 ． 2 m。 4 密集系数 K 周边孔密度系数是周边孔间 距 E与光爆层厚度 的比值 ， 是影响爆破效果的 重要因素 ， 即 W 椒 值0 ． 8 5 孑 L 深 ￡ 围岩循环进尺为2 ． 5 m， 炮孔利用 率为9 0 ％， 炮孔深度为 L 2 ． 5 ／ 9 0 ％2 ． 8 m ， 掏槽孔 加深 0 ． 2 m， 最终炮孔深度为 L 3 ． 0 m。 6 炮孑 L 数 利用下述公式估算出总钻孔数 Ⅳ ， 、， 3 ．3 一f S 2 式中 S开挖断面面积 ； ／ ’ 岩石硬度。 问题研究 第3 4 卷2 0 1 6 年第5 期 总第 1 8 5 期 7 装药量 Q 根据 现场试验 和施工经验 ， 周 边孔的线装药密度为0 ．2 0 ～ 0 ．3 0 k g ／ m。 8 装药结构 周边孑 L 采用不偶合装药结构， 不偶合系数为 1 ． 5 ～ 2 ．0 。采用间隔装药 ， 使药量沿 炮孔全长均匀分布。采用非电毫秒雷管微差起 爆 ， 炸药采用低爆速、 低密度、 高爆力、 传爆性好的 2 号岩石硝铵炸药。采用直径3 2 m m， 长2 0 0 m m， 重 1 5 0 g 的小直径药卷。周边孑 L 间隔装药 ， 其余炮孔 采用连续装药。掏槽孔采用楔形或V 形。爆破材 料采用塑料导爆管， 非电毫秒雷管起爆， 自制炮泥 堵塞 ， 导爆管复式网路联接起爆 。 9 起爆方法 光面爆破的起爆顺序是掏槽孔 一辅助孔一墙孔 底孔一光面孔。采用多段微差 毫秒雷管由里向外起爆 。 光面爆破受多种因素影响， 包括围岩强度、 整 体性、 节理、 层理等地质因素 ， 现场围岩地质结构 千变万化 ， 爆破参数必须根据现场情况动态调 整。以同一类围岩经试爆取得的技术参数作为初 步依据， 每一循环爆破作业都要由有经验的爆破 工程技术人员根据上一循环爆破效 果 ， 本循环 围 岩特征进行适当调整， 选择最佳技术参数， 上一循 环是下一循环 的预设计和试爆破 。 3 光面爆破施工工艺 1 根据工程地质条件 、 开挖断面 、 开挖方法 、 掘进循环进尺 、 钻孔机具 、 爆破材料和出渣能力等 做好钻爆设计。钻爆设计的内容包括炮孔 掏槽 孔、 辅助孔、 周边孔 的布置、 数 目、 深度、 角度、 装 药量、 装药结构、 起爆方法和爆破顺序。 2 钻孔前， 应有光面爆破图表， 划出开挖断 面中线， 水平和断面轮廓线， 并根据爆破设计标出 炮孔位置， 经检查符合设计要求后方可钻孔。 3 钻孔时掏槽孔 、 辅助孔 、 周边孔要按设计的 深度、 角度施工， 误差控制在设计规范允许范围内。 4 装药前应将炮孔 内泥浆 、 石屑吹洗干净 。 周边孔采用直径2 5 m m的药卷间隔装药 ， 其余采用 直径3 2 m m药卷连续装药严密堵塞。 5 爆破时， 人员应撤至安全地点 ， 爆破后必 须待有害气体排出后方可进入开挖面。 6 进行地质调查 ， 分析爆破效果 ， 修改光面 爆破设计参数。 7 光爆后要进行质量检查， 爆破后的围岩面 应圆顺、 平整、 无欠挖 ， 超挖量在设计和规定的范 围内。炮孔痕迹保存率为 中硬岩大于或等于 7 0 ％、 软岩大于或等于5 0 ％， 周边炮孔痕迹在开挖 轮廓面上均匀分布。围岩面上无粉碎岩石和明显 的裂缝， 不应有浮石。炮孔利用率8 0 ％ ～ 9 0 ％。 4 爆破参数 以某断面为例， 主要爆破参数见表1 ， 炮孔布置 见图1 ， 起爆系统见图2 。 表 1 爆破参数 孔号 孔数／ 孔深／单孔装 炮孔角总装药孔距， 起爆 联线 个 m m 药量， k g 度／ 。 量瓜 g m m 顺序 方式 3 7 0 0 8 OO l ‘ 幺 __ ●__ -● 图 1 炮孔布置 一 5 9 第3 4 卷2 0 1 6 年第5 期 总第 1 8 5 期 问题研究 井 口 姜 ； ⋯ 缆 电 导 爆 } 破 电 缆 4 4 针 I 图2 起爆系统示意 5 爆破效果 1 周边轮廓基本符合设计要求 ， 爆破后岩石 壁面基本平整， 起伏度在2 0 0 m m以内。 2 爆破后岩面保留有半孔孑 L 痕 ， 整体性好的 围岩半孔率大于 8 0 ％。 3 爆破后 ， 在围岩壁面上无粉碎损伤， 无明 显新生裂隙， 对围岩破坏轻微。 4 爆破后围岩稳定， 基本无剥落现象， 大的 危石浮石少。 5 循环进尺理想。当炮孔深度达2 ．5 m时， 每 循环进尺达到2 ． 0 m以上。 6 石渣最大块3 0 0 m m ， 渣堆集中。 6 结论 1 爆破设计是巷道挖掘的关键技术， 在进行 爆破设计 时应根据隧道断面大小 、 围岩级别 、 机械 设备等进行综合考虑。 2 同级围岩要根据岩石构造、 破碎程度等 ， 选取不同的光爆参数， 可获得比较理想的效果。 3 合理选用炸药品种和优化装药结构是保 证光爆质量的重要因素。 4 提高测量画线布孔精度是保证光爆质量 的重要措施 。 5 加强钻孔控制， 使炮孔孔距和角度在合理 的范围内， 是光爆质量的重要保证。 6 加强对起爆顺 序和光爆孔起 爆时差的控 制， 为光爆孔提供良好的爆破条件。 2 0 1 6 - 0 1 1 4 收稿 石 ； f ；、 ； ； s 石 0； 写 ； ； 、 ； ＼ ； ； e [ 上接第5 7 页] 2 ． 3 C C P P主机机组设备安装工程概况 鞍钢在营口鲅鱼圈新建 6 5 0 万 t 钢铁生产基 地。为保证新建厂区生产用电和能源综合利用。 在厂区内新建 1 台 1 5 0 M W燃气一 蒸汽联合循环发 电机组。主机设备包括燃气轮机 2 4 0 t 、 发电机 2 9 0 t 、 蒸汽轮机 1 9 1 t 、 煤气压缩机、 增速齿轮 箱、 盘车装置、 燃气轮机入口空气过滤器、 燃气轮 机排烟管道和凝汽器 。凝汽器 由杭州汽轮机厂生 产， 其余设备从 日 本三菱公司引进。 图4 发电机吊运示意 发电机组工艺原理与鞍钢高炉煤气综合利用 一 6 0 一 C C P P 发电项 目相似， 汽机厂房设计有一台9 0 t 行 车， 对超重设备采用改进的钢索式液压提升装置 G Y T 一 1 0 0 型完成吊装。 3结语 针对电力系统的发电机组吊装 ， 尤其整体发 电机吊装是每项工程的关键核心问题 。生产厂为 了降低成本 ， 行车配置往往只是考虑了设备正常 生产的维护 问题 ， 不考虑工程安装 的成本 。从两 项C C P P 工程行车配置来看， 汽机主厂房行车没有 实施双台行车设计的， 施工成本增加6 7 0 万元。而 攀钢3 0 0 M W煤矸石综合利用自备电厂工程 ， 汽机 厂房布置有两 台 8 0 d 2 0 t ， 2 5 ． 5 m双梁桥式行 车 ， 对 发电机采用双行车抬吊的方法 ， 施工成本不过 l 6 万元。如果 C C P P 工程多设计布置一台行车可以 为工程节省大量资金 ， 同时也为机组投产后检修 工作创造有利条件。 2 0 1 5 - 1 0 - 0 8 收稿