地下矿生产爆破

地下矿生产爆破

【收藏本页】 【打印】 2009-8-25 来源：中煤网

地下矿生产爆破与井巷掘进爆破不同，它具有两个以上自由面，且自由面面积和一次爆破量也大得多。根据矿床赋存情况和设备能力条件，可采取浅眼爆破和深孔爆破两种方法。

2.3.1 浅眼爆破

采用浅眼爆破崩矿药量分布较均匀，一般破碎程度较好而不需要进行二次破碎。浅眼爆破时多采用上向炮眼(见图A-7)和水平炮眼(见图A-8)。矿石比较稳固时，可采用上向炮眼。矿石稳固性较差时，一般采用水平炮眼。

炮眼排列形式有平行排列和交错排列两类。

通常采用32mm直径的药卷，炮眼直径d取 38～42mm。最小抵抗线W和眼间距a可由下式求出：

W=(25～30)d(A-6)

a=(1～1.5)W(A-7)

一些金属矿山使用25～28mm的小直径药卷进行爆破(炮眼直径30～40mm)，在控制采幅宽度和降低贫化损失等方面取得了比较显著的效果。随着炸药威力和装药技术水平

的进一步提高，小直径炮眼爆破必将更加广泛地获得应用。

井下浅眼爆破的单位炸药消耗量同矿石性质、炸药性能、炮眼直径、炮眼深度以及采幅宽度等因素有关。一般来说，采幅愈窄、眼深愈大，单位炸药消耗量愈大。根据经验数据可取表A-2所示参考值。

表A-2 井下炮眼崩矿单位炸药消耗量参考值

2.3.2 深孔爆破

深孔布置方式可分为平行深孔和扇形深孔两类，如图A-9、图A-10所示。按深孔的方向不同它们又可分为上向孔、下向孔和水平孔三类。扇形深孔具有凿岩巷道掘进工程量小，深孔布置较灵活且凿岩设备移动次数少等优点，故应用很广。但是，由于扇形深孔呈放射状布置、孔口间距小而孔底间距大，崩落矿石块度没有平行深孔爆破均匀，深孔利用率也较低。所以在矿体形状规则和对矿石破碎程度有要求的场合，可采用平行深孔。

除此之外，还有一种由扇形孔发展演变的布孔形式——束状深孔。其特点是深孔在垂直面和水平面上的投影都呈扇形。束状深孔强化了扇形深孔的优缺点，通常只应用于矿柱回采和采空区处理工程。

深孔爆破参数包括孔径、最小抵抗线、孔间距和单位炸药消耗量等。

深孔直径主要取决于凿岩设备、炸药性能及岩石性质等。采用接杆法凿岩时孔径多为55～65mm，潜孔凿岩时孔径为90～110mm，牙轮钻时为165～200mm。

最小抵抗线W可根据爆破一个深孔崩碎范围需用的炸药量(单位体积炸药消耗量乘以

该孔所负担的爆破方量)同该孔可能装入的药量相等的原则，由式A-3给出。只是式中深孔装药系数τ=0.7～0.8;炮孔密集系m=a/W，对于平行深孔取0.8～1.1，对于扇形深孔，孔口取0.4～0.7，孔底取1.1～1.5。当单位炸药消耗量q、炮孔密集系数m、装药密度Δ及装药系数τ等参数为定值时，最小抵抗线可由下式得出：

W=(25～35)d(A-8)式中 d——深孔直径。

深孔孔间距对于平行孔是指同排相邻孔之间的距离，对于扇形孔可分为孔底垂距a1和药包顶端垂距a2两种，a1通常是指由较短的深孔孔底到相邻孔的垂直距离，a2是指堵塞较长的深孔装药端面至相邻深孔的垂直距离。平行深孔可按最小抵抗线W进行布孔，扇形深孔则应先由最小抵抗线定出排间距，然后逐排进行扇形分布设计。单位炸药消耗量q主要由矿石性质、炸药性能和采幅宽度确定。井下深孔爆破如使用电雷管起爆方法，要求电源电压稳定，容量足够，网路可靠而且便于联接和导通，并应保证每个电雷管获得足够的起爆电流，直流电不小于2.5A，交流电不小于4A。由于深孔爆破一次爆破量较大，并联、串联或简单的混联均不能满足起爆要求，通常采取串并并联、并串并联和并串并并联等电爆网路联结形式。

VCR法——垂直漏斗爆破后退式采矿方法是加拿大Lang在爆破漏斗理论基础上研究、试验并创造的一种新的采矿方法。此法既可用于回采矿柱也可用于回采矿房，且均具有良好的经济效益。

VCR法的实质是在按一定的孔距和排距向下钻凿的大直径深孔中，自顶部平台装入长度仅为孔径1/6的药包，这些药包布置在距底部自由面适宜距离的位置。爆破时可沿采场全长和全宽崩落一定厚度的矿石，依次后退即可自下而上逐层将整个采场采完。

2.3.3 地下爆破应注意的安全问题

地下爆破应特别加以注意的安全问题有危险距离的确定、早爆事故的防止、拒爆事故的防止和处理、爆后炮烟中毒的防止等。危险距离可包括爆破震动距离、空气冲击波距离和飞石距离几项。在地下矿较大规模的生产爆破中，空气冲击波的危险距离较远。强烈的空气冲击波在一定距离内可以摧毁设备、管线、构筑物、巷道支架等，并引起采空区顶板的冒落，还可能造成人员伤亡。随着传播距离增大，空气冲击波强度减弱，很快达到不会引起破坏的程度。根据实验，爆炸时的空气冲击波安全距离可由下式给出：r=K√Q(A-9)

式中Q为炸药用量(kg)，K为影响系数，对于一般建筑物K=0.5～1，对人员K=5～10。早爆事故发生的原因很多，如爆破器材质量不合格(导火索燃速不准)，杂散电流、静电、雷电、射频电等的存在以及高温或高硫矿区的炸药自燃起爆，误操作等。为了杜绝早爆事故，在器材使用上应尽量选用非电雷管。杂散电流的产生主要来自架线式电机车牵引网路的漏电(直流)和动力电路和照明电路的漏电(交流)。所以采用电雷管起爆方式时必须事先对爆区进行杂散电流测定，以掌握杂散电流的变化和分布规律。然后采取措施预防和消除杂散电流危害，在无法消除较大的杂散电流时采用非电起爆方法。静电产生主要来自炸药微粒在干燥环境下高速运动使输药管内产生静电积累。预防静电引起早爆事故的主要措施是采用半导体输药管，尽量减少静电产生并将可能产生的静电随时导入大地;采用抗静电雷管，用半导体塑料塞代替绝缘塞，裸露一根脚线使之与金属沟通，或采用纸壳或塑料壳。

拒爆事故的原因很多，应在周密分析发生拒爆的原因后，采取妥善措施排除盲炮。