冶金地下矿山中深孔上向一次爆破切割井施工工法

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冶金地下矿山中深孔上向一次爆破

切割井施工工法

中国华冶科工集团安徽分公司

柳雷涛 刘新云

1前言

冶金地下矿山中深孔回采过程中，凿岩、拉切割井、装药、爆破、出矿等构成一个回采循环，其中拉切割井为关键工艺之一。切割井是回采矿体前的必备工程，为矿体回采爆破提供初始自由面，并且为爆破后崩落矿石提供补偿空间。矿体正式开始回采前首先需要完成拉切割井工程，因此在所有回采工艺中，采切工程中切割井的质量好坏，直接关系到整个采场回采的正常进行。拉切割井完成后则标志采场回采工作的开始，在采场回采过程中扮演承前启后的作用。

马钢集团张庄铁矿-450m出矿水平采用中深孔上向一次爆破切割井的拉槽法，不仅提高了施工生产效率，也排除了普通法施工切割井所带来的各种不安全隐患，且较大的节约了施工成本，同时还适用于无底柱分段崩落法、有底柱分段崩落法及垂直漏斗后退式采矿法（VCR）等各种采矿方法。通过总结施工经验和技术参数形成中深孔上向一次爆破切割井施工工法，以便得到广泛的推广和使用。

2工法特点

2.1排除了普通法作业空间小，工作条件差，高空作业，通风条件差等不安全因素，较好的保障了现场作业人员的人身安全和现场管理。

2.2避免了高空作业中每次掘进搭平台、挂爬梯、上提设备、顶板剪撬浮石等繁琐工艺，中深孔上向一次爆破切割井的施工，简化了施工工艺，保证了安全快速的施工。

2.3切割井高度12m，普通法由于施工繁琐、安全管理难度大等因素制约，施工工期一般为7天；采用中深孔凿岩2天，爆破1天，共3天，较大的节约了施工工期。

2.4中深孔上向一次爆破切割井施工与普通法施工通过总的成本对比每条

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切割井节省费用1.8万元，对单个采场的回采成本而言，较大的节约了施工成本。 张庄铁矿仅一步采矿设有采场90个，二步采矿暂未设计（约计采场100个左右），长远方面节省开支很大。

3适用范围

3.1本工法广泛适用于冶金地下矿山中深孔爆破的各种采矿方法，也可用于阶段较低的回风天井及放矿溜井。

3.2地质情况良好，围岩稳固性、整体性好，围岩无断层的施工条件。

4工艺原理及操作要点

4.1工艺原理

充分利用渐进螺旋掏槽法的原理（图1），以中心眼为空眼，围绕中心空眼布置为数不多的几个孔，孔深度按离中心孔距离的大小而从浅到深，呈螺旋渐进的形式。这种掏槽方法，具有掏槽孔少，单耗低，作业时间短，爆破效率较高等优点。

渐进螺旋掏槽法给予装药眼的应力释放能量的不同，使装药孔与空孔之间岩石破碎膨胀至空孔。空孔愈大，破碎与膨胀愈容易，同时所给的应力释放愈大，掏槽愈深；具体根据现有的设备情况、钻眼的技术水平、施工进度及经济效益来综合考虑选定。

图1、渐进螺旋掏槽法

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注：B为相邻爆破炮孔的最小间距，W为炮孔至自由面的最小抵抗线。

4.1.1掏槽方式

利用YGZ-90凿岩机配套不同直径的合金钢钻头，装药的掏槽孔、辅助孔和周边孔的炮孔直径均取65mm的合金钻头 。作为提供自由面和补偿空间的空孔直径则取76mm合金钻头。鉴于介质的可爆性较差以及掏槽的重要性，为确保掏槽效果，布置方式为：中心孔及外围布置7个76mm空孔作为补偿空间，同时中心孔外围设也置（1#-8#）8个65 mm的掏槽炮孔，其1#-8#孔采用高密度偶合装药顺序起爆，以螺旋掏槽方式形成一个较大的补偿空间，两侧周边孔以对称爆破成井；同时，切割井设置成上小下大的梯形结构，保证切割井下部破裂矿石的受到中部和上部斜向下的作用力，并保证下部巷道留有充足的落矿空间。

注：标注孔均为装药孔，标注编号为毫秒非电导爆管雷管的起爆顺序，孔径均为65mm；未标注孔均为补偿孔，孔径均为76mm。

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