论提高巷道掘进凿岩爆破效率的方法.pdf

荔遂 造， 雅礅 彳 ， 教 巷道 率 A 剐魄聪院 【 摘要 】 以实倒分析巷道掘进存在的凿岩爆破效率低、成本高的爵园． 针对实际情况提 出解决 的途径 ． 关薯词凿岩爆破爆破效率爆破参数 多年来 ，人们 把提高巷遭 掘进 凿岩爆破 效率、降低掘进成本作为研究课题，然而许 多中小矿 山还远没有解决这一问题。本文以 大 白杨金矿 为例，对 影响凿岩爆破效率 的因 素进 行了调查 了解 ，通 过分 析，提 出了解决 问题 的 方案，并在 实践中取得 了成功。 1 改进前 的状 况 大 白杨金矿为 宣化县地方 国营矿 山， 年 产矿石 4 ． 5 万 t ，年掘进巷 遭4 0 0 0 m。 该 矿 属 中温热液矿 床，矿石 有石 英脉 、蚀变岩 、破 碎 角砾岩， 围岩有 混合岩化变质 岩，闪长玢 岩 及少量构造破 碎带，岩石裂隙 发育 ，工程 地质 条件复 杂。 该矿 巷遭 断面形 状 为 梯 形，有 两种 规 格，一种是无支架巷遭， 断面中部 宽1 ． 8 m， 高 1 ． 8 m}另一种是 术棚支护巷遭 ，其 毛断 面 中部 宽2 ． 3 1 m，高2 ． 2 m。 掘 进布 眼深度 1 ． 0 ～1 ． 2 m， 单 孔 装药 6 ～ 6 个药卷 0 ． 7 5 ～ 0 ． 9 0 k g ， 1 4 个炮 眼 均 布 于断面 内， 如图 1 所示 。起爆采用导 火索 ， 火 图I 炮 眼布置 图 雷 管加导爆管 网络，起爆顺序一般从顶 眼到 底部，个 别工 作面采用先爆 中部炮眼，使用 2 ‘ 岩石硝 铵炸药，装药为 反向结构，装药后 眼 口均不 堵塞。 存在的主要问题是打眼速度慢，爆破效 率低，断面不规接．掘进成本高。如断面仅 布 1 4 个炮 眼，钻 眼时 间却 需3 ． 5 ～4 个小时 ， 爆后工作面 经常 留有残 眼，有时深度竞达4 0 6 0 c m，每 循环进尺平均 在7 0 c m左 右 ，炮 眼利用率 仅为6 0 ％f爆 出的 断 面 顶 部 超挖 严重，增 加了出渣工作量和 支 护 材 料的消 耗，巷遭 两侧及底 板却 欠挖，呈马 蹄形状， 需开 帮卧底 ，这不 仅造 成浪费， 还给 支护工 作带来很 多困难。 2 对存在问题的分析 通过 考查 分析，影 响该矿巷 遭掘进凿岩 爆破和 掘进成 本的 因素有 以下 几个 方面； 1 钻 眼速度慢的原 因，一是 选 择的 钎头 不合理 ，巷道 掘进多 在坚硬的岩石 中进 行，却使用 了台 金片为 YG 8 的钎头 ，致使其 韧性 较小 ，打 眼时经常 造成合金 片产生 细微 裂纹，甚至折断和碎裂，二是压 气 风 压 不 足，有时风压只有4 ． 5 k g ／ c m 。 ，凿岩机效 率 不 能发挥， 凿岩时间过长。 2 工作面炮眼布置及起爆 顺 序不合 理 。 由现场 实测 的炮眼布置 图1 看 出，没有 掏 槽 眼，辅 助眼、周边 眼的 区分 ，掏槽不 明 确，则先 爆的炮 眼因夹制性较大 ，爆后会 留 论提高巷道掘进凿岩爆破救卑的方诖史国桨 邮编6 ． 3 0 0 9 一 9一 维普资讯 有较长的残眼，且给其它眼爆破造成困难， 进尺肯定不会高。当顶眼先爆时，对巷遭顶 板的破 坏加大，超挖量 增多，采用火雷管 起 爆，现 场多不能严格控 制起爆顺序和时 间， 爆破紊 乱，直接影 响爆 破效果和巷遭成形。 3 炮眼装药量偏大。据 查，单 孔装 药量为0 ． 7 5 ～0 ． 9 0 k g ，甚至炮眼全 长 装 满 炸药，炸药单耗达3 ． 3 ～4 ． 5 k g ／ r a ，远远 高 于经验值及单耗定额。药量偏大，不仅造成 炸药的浪费，还造成巷道超挖、支架倒塌的 直接 原 因，使 得出渣、支护工作量增加， 给 施工安全、速度、成本等带来不利的影响。 4 炮眼堵塞问题。装药后 眼 口的 良 好堵塞可以阻止爆轰气体过早地冲出炮眼， 使岩石破裂之前装药孔保持高压状态，延长 爆轰气体的作用时间，以增加有效破碎岩石 的能量，因此，炮眼必须堵 塞 且 要 保证质 量，否则，不仅爆破效率低，还会因眼口个 别石块冲出力量过大打坏支架，更会造成爆 破有害气体的增加。 5 盲炮 问题 。据现场 统 计 ，盲 炮发 生率为 1 0 ％以上。盲炮 的发生使 掘进工作面 凹凸不齐、不齐掘进进尺、下一循环正常作 业受 到影 响，而且 ，处理盲 炮还增加了循环 时间和不安全因素。分析产生盲炮的原因有 二一是激发导爆管的火雷管与导爆管之 间 的接触不紧密，使有些导爆管不能被激发而 拒爆 ，二是有水工作面不用防水套，装药时 划破药卷，炸药被浸湿而产生拒爆。解决盲 炮问题的途径是除要保证爆破 器 材 的 质量 外，更重要的是提高爆破人员的技术水平。 6 凿岩爆 破人员素质偏低 。全矿6 0 8 人中，正式及合同工 仅 有1 3 4 人，占2 2 ， 其余 4 7 4 人都为计划外用工，而这 些 人基本 都在巷遭掘进、采场采矿的第一线工作，工 人缺乏最基本的凿岩爆破技术知识，就连放 炮也未经过 专 门的技术 培训， 更谈不 上合理 地选择及使用凿岩机具、布置炮眼、确定爆 破 参数 、按科 学规律 进行凿岩爆 破作 业了。 一 1 0 3 解决问题 的方案 针对 问题 ，在 以下四个方 面作 丁较 深入 的工 作。 3 ． 1 提高钻 眼速度 因该矿巷遭掘进多在中上等坚硬及坚硬 岩石中进行，则改国镶焊Y G l l c 硬质台金片 的 一字形钎 头，直径 选3 8 ram。钎 刃采 用钴 含量较大的台金片，则能使钎头在保证有一 定硬度和 耐磨性 的同时，增加韧性 ，避 免 了 凿岩时发生钎头过快地磨钝、碎裂等现象， 选 择合适的钎头直 径，使钻 眼速度 加快，并 能减小爆破时的空隙效应。 分析该矿掘进工作面压风压力较低的原 因，一是个别地点管路拐弯弯度太大，增加 了输送阻力，二是压风管接头不严密，有漏 风、跑风现象 。经 更换 、紧固压风管 接头螺 栓，用水泥砂浆堵缝、外包旧风筒胶布等方 法治理， 工作面风压由原来的4 ． 5 S k g ／ c m 提高到5 ． 5 6 k g ／ c m。 ，仅此一项提 高 凿 岩 速度 3 1 ％。 3 ． 2 确定合理的炮眼布置及起爆顺序 根据岩石条件和断面规格，确定了两种 掏槽方案t一是垂直楔形，二是三角锥形掏 槽。从现场实验及使用方便来看，以楔形掏 槽为好。因巷道断面不大，为减少炮眼数， 该方案中没设辅助眼。周边眼眼口布置在巷 道轮廓线内0 ． 2 m处，眼底落在轮 廓 线上， 眼距为0 ． 4 0 ～0 ． 6 5 m，炮眼布置详 见 图2 。 起爆改用半秒延期导爆管代替火雷管， 较准确地控制了起爆顺序和间隔时何。起爆 顺序分掏榴眼、帮眼、顶眼、底眼4 段。 3 ． 3 选 择合理的 爆破参数 针对 问题 ，并考虑该矿 具体情 况，对主 要爆破参 数进行了如下的计 算和 调整。 3 ． 3 ． 1 炮眼深度 为提高 凿岩 爆破效率和 掘进速度，减少 炸药雷管 的耗量 ， 拟将眼深加到1 ． 4 ～1 ． 6 m， 这对该矿的机具设备、岩石情况和巷遭条件 维普资讯 圈2 改进 后炮眼布置 图 a 一 有支 架巷氆 b一 无支 槊巷道 是 完全可行的 。 但考虑到工人 技术 较低 ， 且采 用人工装岩，炮眼加深后势必增加凿岩和出 渣时间 ， 使循环时 间延长 ， 打乱正常的 循环 组 织 ， 故炮 眼深度l 暂 取1 ． 2 m， 掏 槽 眼深1 ． 4 m。 3 ． 3 ． 2 炮 眼数 目 试验在有支架和无支架的两种巷道中进 行，断 面 分 别 为2 ． 3 l m2 ． 2 m和 1 ． 8 m 1 ． 8 m 中线宽 高 。 有支架巷道掘进断面积S 5 ． 0 8 m 。 ，选 取炸药单耗q l 1 ． 8 k g ／ m 。 ，炮眼利用率 9 O ％。 ’ 总装荮量Q q t S l l q 9 ． 8 8 k g , 平 均单孔装 药 量Q 单 O o 6 k g 平 均 装 药系 数a0 ． 5 7 ’ 则炮眼数N Q I ／ Q z 1 6 ． 4 7 个。 无支架 巷道 断面积s 3 ． 2 4 m ，选取 炸 药单耗q t 2 ． 5 k g ／ m 。 ， 炮眼利用率q 9 0 ％ 总装 药量 Q q s l 8 ． 7 5 k g 平 均单孔装药量Q 0 ． 6 k g ’ 则炮 眼数N Q z ／ Q 单1 4 ． 5 8 个。 根据各类炮眼布置原则，排列结果为 有支架 巷遭 炮眼数1 6 个，无支架 巷遭炮眼数 1 5 个，为提高掏槽效果，中间加一空眼。 3 ． 3 ． 3 药量分 配及实际炸药单耗 有支架巷道实 际单孔 装 药 量掏 槽眼 o ． 7 5 k g 顶 眼O ． 4 5 k g； 帮 眼和 底眼0 ． 6 k g 。 实际总装药量Q 4 O ． 7 54 0 ． 4 5 自0 ． 69． 8 k gt n 实际炸药单耗q 1 7 5 k s ／ 。 。 无 支架 巷遭 实际单 孔 装 药 量 t掏槽 眼 O ． 7 5 k g ，顶眼和帮眼O ． 4 k g ； 底 眼O ． 6 k g o 实际总装 药量 Q 2 4O ． 7 5 7O ． 4 5 4 O ． 68． s k g n 实际炸药单耗q j 2 ． 4 4 k g ／ m 。 。 2 ‘ ‘ t 3 ． 3 ． 4 炮眼堵塞 采用常用的炮 泥堵塞 眼 口，要求组成炮 泥的 粘土和细砂重 量 比 为 1 3，含 水 量 1 8 ～2 0 ％，堵塞长度不 小于4 0 0 mm。 3 ． 4 凿岩爆 破人 员的技 术培 【l 对部分凿岩爆破人员进行了 为 期6 天的 专业 技术 培训。主要介绍 了凿 岩 机 具 的知 识 、提高凿岩效率的措施’按 Ⅸ 爆破员培训 大 纲 的要求 讲 授了炸药和起爆器材的 基 本知识 、爆 破基本理论 、凿岩 爆破技术 、光 爆原理 ，爆破参数的确 定、爆破安全知识及 施工组织管理等，通过培训，工人对凿岩爆 破知识有了初步的了解，为理论指导实际、 提高凿岩爆破专业技能打下了基础。 4 改进后的效果评价 通过 6 个循环的 试验 和应 用，取 得 了令 人满 意的效果。 1 由于改用了合理的钎 头，保 证了 风压，每循环单机打眼时问 由原 来 的3 ． 5 小 时降为2 小时，使凿岩速度提高4 2 ． 8 6 ％。 2 半 秒延期导 爆管起爆，较 严 格地 控制了各类炮眼的起爆顺序和延期时间，明 显地提高了爆破效果，并避免了盲炮现象。 从工作面观察，爆破后基本没留残眼， 平均 循 环 进 尺 为 1 ． 1 m 炮 眼 利 用 率 达 9 1 ． 6 7 ，提 高了3 1 ． 6 7 。 3 因炮 眼布置 ，装药 量、起 爆 顺 序 等较为合理，超、欠挖现象减少，特别是顶 下转 封三 论提高巷道掘进凿岩爆破故卑音 勺 方法史国梁 邮犏6 0 3 0 0 9 ， 维普资讯 裂或磨 透后 ，用 其作 替补， 即可起到 保护 简 体的作 用， 又可避免 采用新衬板时 与现用衬 板高差 大， 造成磨损快而 导致浪费的 问题 I 2作磨 矿排 矿箱 、排 矿槽和分级 机 返砂槽的 内衬，可避 免采用铸石板作 内衬 时 因 冲冼水的 冲击而鼓 起， 发 生槽 子堵 塞现象 ； 3作碎 矿 车 间 1 6 5 0圆锥 破 碎 机 【3台给 矿漏斗的 内衬 ，具有较高的耐磨 便于固定和安装 更换周期 可延长2 ～3 舒} 4作 碎矿车间 1 ． 8 m3 ． 6 m 自定 中 心 振动 筛 3台筛 上产品 漏 斗 的 内衬， 具有较高的抗冲击性和耐磨性，解决了采用 铸 石板时因筛 上大颗粒矿石的 冲击而 击碎铸 石板的 问题 ，而 且延 长了更 换 周 期 3倍 以 上接 第1 I 页 板 较为 完好 整个断面形状 、尺 寸基本达 到 要 求 。 4 两 种巷遭每循环 消耗 炸 药 由原 来 的 l 2 k g 分 别 降 为 9 ． 6 k g 和8 ． 5 5 k g ，各 减 少 了2 O 和2 8 ． 7 5 ； 由于炮 眼利用率的提 高， 每 米 巷道 雷管 消耗 减少 T3 3 按原用 l 4 个 雷管进尺9 ． 7 m、 改进后用 l 5 个雷管进尺 1 ． 1 m 计算 J每米 巷遭 支护 节省木 背 板 等 材料 9 ． 1 2 m。 巷遭成本 降低2 5 。 5 几 点尚待解决 的问题 1 为提 高整 个施工 队瞌_的 专 业 技能 水 平，应 进一步对 凿岩 爆破人员进行 岗位 培 训 。 2 采用 2 ～3 台凿 岩机同时 打 眼， 以 缩短凿岩时 间，为保 证底板规 整， 底 眼应多 布置一个 。 上 ，减 少了工人的维 修量和 劳动强度 。 冉记东 伊朗计划提高锌的产量 据 报道 ，伊朗计 划投 资3 3 0 0 万美元 提高 锌 的年产量 ， 即从去年的2 4 3 5 t 增加 到 今 年 的6 5 0 0 t ，计划到2 0 0 0 年，使这个 国 家的锌 产量增加 到6 0 0 9 0 t 。 试生产今年开始在 巴夫 B a f q 冶炼厂 进行 。该 厂 位 于 德黑 兰 T e h e r a n 东 南 5 8 9 k m，另外，在 附近还 要兴建 三 喹生 产能 力为 0 0 9 t ／ a 的冶炼厂。 张焕臻 摘译 自 Mi n ． J o u r ． ， 1 9 9 6 ， 3 2 7 8 3 8 5 6 ． 3 使用 毫秒雷管 代替半 秒延期管 ， 发 挥微 差爆破的 优势，进 一步提 高爆破 效果。 4 在有水的 工作 面要 采取防 水 措施 或使 用防水炸 药 如 乳化炸药或 水 胶 炸 药 等， 以减少 盲炮产生的机 率。 5 配置 简易炮泥机，为工 人 提供 方 便， 以保 证炮 眼堵塞质量 。 6 改人工 装岩为 机械 装 岩， 缩短 出 渣 时间，在 此基 础上 增加炮 眼深度， 提高循 环进尺 ，以 加快施工 速度 、降低施工成本 。 7 加强组织 管理 工作，建 立 必 要的 规章制度 施 工 中不 仅要 考核 巷 遭 掘 进进 尺 同时也应 将巷道规格 质量，材 料 消耗 ， 巷道成本 、岗位技能水平 等包括在内， 以使 巷道能 高效 、安全 、 优质 、 低耗地进行施工 。 参考文 献 略 维普资讯