孔外延期爆破在中深孔爆破中的应用

文章编号：1005－2712(2009)03－0021-02
孔外延期爆破在中深孔爆破中的应用
殷宏
（铁山垅钨矿，江西宁都341800）
摘要：在无底柱分段崩落法采矿中，受地质构造及地压的影响，易造成采准工程垮塌、中深孔变形，致使无法进行正常
回采。

铁山垅钨矿在进行中深孔多排集中爆破时，进行了孔外延期爆破实践，取得了良好爆破效果。

关键词：孔外延期；中深孔；微差起爆
中图分类号：TD235.3 文献标识码：A
1 工程概况
设计试验爆破区域位于某矿区1﹟矿组390 m 水平2 号矿块。

该区域矿体受两条北东向断层控崩落矿岩。

（2）为实现微差起爆，并达到联接简单且安全性好等要求，本次爆破采用孔外微差非电雷管与导爆索联合起爆网路，其爆破网路如图1。

制，矿体内又发育了一些北东向断层，以及平行且有一定距离的次生断层，使矿体发生不同层次的错位，因此矿体连续性差。

矿体顶底板围岩受构造影2 段 1 段2-3
深孔排位2-2
1 段
2 段
响，岩石结构不稳固，岩石硬度系数f＝8～14，矿石硬度系数f＝14～18。

由于断层纵横交错等地质条件复杂影响，致使回采巷道顶板出现不同程度的冒落。

且该区域采矿已采到溜井附近，如果继续逐排爆破采矿，将可能造成大块矿岩落入溜井，造成堵井事故，影响生产。

此外，受地压等其它因素影响，390 m 水平联络巷用于支护的钢支架出现不同程非电雷管导爆索
导火线
3 段
火雷管
度变形及破坏，为保证人员和设备的安全，矿山决定对该区域所剩矿量进行爆破崩落，崩落矿石随下分层出矿。

2 爆破设计
（1）爆破方案的选择。

由于本区域采矿接近尾声，但所剩深孔排数仍较多，特别是2～2 穿，还剩14排。

如果采用两次或多次爆破崩落矿石，易造成堵孔、埋孔及巷道顶板围岩大面积冒落，增加下一次爆破的难度。

同时工作人员出入爆破区，安全得不到保障。

再者考虑爆后冲击波、地震波对相邻采场的回采巷道、设备及其它井巷构筑物的危害，并结合矿山现有爆破器材、爆破技术等因素，在保证3～2﹟矿石溜井完全封闭的条件下，采用一次爆破（即孔外微差）
图1 爆破网路联接示意图
（3）爆破材料的选取。

由于该矿多年来井下爆破所使用的炸药为粉状铵油炸药，粉状铵油炸药在实际使用过程中具有良好的爆力，对矿岩的破坏程度好，故本次爆破采用粉状铵油炸药。

导火索采用山东省银光厂生产的普通岩石导爆索，其爆速为6500 ～7000 m/s，完全能满足井下爆破时正常传递爆轰的要求。

非电延期雷管采用DH 型，段别为1、2、3段，其长度先用18 m。

火雷管长度为2.5 m。

（4）装药和材料消耗。

装药采用BQF－100 型装药器装药，装药结构为柱状连续耦合装药，导爆索与炸药同时装入孔内，并在孔口1.8～2.0 m 处将同段位起爆索与导爆管、非电毫秒雷管连接，火雷管起爆。

爆破材料消耗详见表1、表2。

收稿日期：2009-05-31
作者简介：殷宏（1964-），男，江苏南通人，采矿工程师，主要从事采矿技术与矿山管理工作。

Jiangxi Nonferrou s Metals
姨
22
表 1
390 m 水平 1# 矿组两矿块爆破材料消耗量
撑子号
排数/排 孔深/m 导爆索/m 装药量/kg 390-2 14 1672.2 2054.3 3335.4 390-3 8 569.6 763.6 1129.7 合计
22
2252.8
2818.9
4505.1
表 2
非电雷管及火雷管用量表
第 23 卷
地震波不会危害 429 m 回风巷。

另外，由于分段微差
爆破，前后段爆破产生的地震波及空气冲击波会有 一部分相抵消，故在一定程度上减弱爆破地震波及 爆破空气冲击波的危害，同时，本爆区联络巷与回风 巷联通，也可起到卸压的作用，降低爆破空气冲击波 的危害程度。

4 通风与安全
火雷管
8﹟
2
3 爆破安全评估
深孔爆破时，产生强烈的空气冲击波和地震波， 会引起地下坑道、线路、管道、支护和设备的破坏或 损伤。

因此，必须估算其危险的范围。

（1）爆破地震安全距离的计算[1-3]。

R =（K /U ）1/·a Q 1/3
式中：R 为爆破安全距离，/m ；U 为地震最大允许速 度，取 U ＝20 cm/s ；K 、α为与地形、地质条件有关的系 数和衰减指数。

当坚硬岩石取 K = 100、α=1.4;中等坚 硬岩石，取 K =200、α＝1.8；Q 为装药量，Q ＝q M ，
其中， q 为装药系数，
这里为每米炮孔平均装药量，通过实 验测算，取 q =2.0 kg/m ；M 为最大一段别的深孔米 数；Q ＝q M ＝742.2×2＝1484.4 k g （注：式中 Q 的选取为 最大一段别的深孔装药量，即 2 段位）
1
大巷经 1﹟回风巷进入爆区。

（2）安全措施。

作业前要先严格检查巷道两帮及 顶板有无浮石。

作业现场必须有良好的照明，方可作 业。

装药完毕，各联接导线必须在专业技术人员检查 合格后，确认正确，方可点燃导火索引爆炸药。

点燃导火索前，需先查看本爆区及其附近有无闲 杂人员，同时在人行井口及各通道口设警戒，确认无 人后方可点炮。

爆破前，各设备要按指定地点避炮,所 有参与爆区人员在进入爆破区前必须登记，撤离爆破 区时清点人数。

所有进入爆区作业人员必须按指定路 线撤离。

爆破深孔排数多，炸药消耗量大，作业场所危 险等，必须在严格的监督下，方可进行施工。

5 爆破效果
爆破一次点火成功，爆破后没有对周围井巷构 筑物及采场产生破坏。

根据 390 m 水平回收本次崩
则坚硬岩石安全距离 R =( 100 ) m ax 20
1.4 ·3
1484.4 =36.01 m 落矿量来看，矿石块度较为均匀，偶有大块出现，但 不影响生产，爆破达到了预期的效果。

1
200 1.8 3 中深孔多排微差爆破在本矿井下采矿使用以 中等坚硬岩石安全距离 R m ax =( 20 ) ·
姨1484.4 =40.995
m
来，取得了较好的爆破效果，特别是在无底柱分段采 （2）爆破空气波的安全范围。

根据《爆破基础理 论与设计施工技术》[3]规定可知： R 冲 = K ·姨Q 式 中，K 为与装药条件及爆破程度有关的系数，对矿山 巷道，取 K =2；Q 为装药量（k g ）； R 冲 max =
2·姨1484.4 =77.05 根据计算可知，爆破地震安全距离：坚硬岩石 R m ax =36.01m ；中等坚硬岩石 R m a x =40.995 m 。

爆区附近主要构筑物为 429 m 回风巷，而回风 巷距离爆破区的最小距离为 45 m ，所以爆破后产生
矿法回采中，为排除多排夹层及地质构造和地压的 影响，不能逐排爆破时，爆破效果更佳。

参考文献：
[1] 王玉杰.爆破工程（高等学校教材）[M].武汉：武汉理工大学出版
社，2007.
[2] 中国工程爆破协会.中国典型爆破工程与技术[M].北京：冶金工 业出版社，2006.
[3]
本书编委会.新编世界采矿设计施工新工艺新技术实用手册[M]. 北京:冶金工业出版社，2007.
（下转第 41 页）
名 称 非电雷管 1 量个6
延期时间25 （1）通风。

爆破前要提前开启矿井主扇，以保证 非电雷管 2 6 50 爆破后炮烟按指定的路线排至地表，即炮烟经 429 m 非电雷管
3
3 70
回风巷经西风井排至地表，新鲜风流由 429 m 水平
第3 期陈颢，等：稀土在材料表面工程中的研究进展41
for Nitrid ation Prote ction of Chromiu m Alloy[J]. NAS A T ND, 1971,
（6）：528.
[3] 从善海，黄拿灿，胡社军.稀土渗碳提高矿用牙轮钻头轴承寿命
的应用研究[J].金属热处理，2001，26（7）：28-30.
[4] 刘志儒，朱法义，蔡成红.稀土元素对20CrMnTi 钢渗碳和碳
氮共渗过程的影响及生产应用[J].金属热处理，1987,12(10):
17-24.
[5] 梁尚水，陈广胜.在含稀土镀铬添加剂的镀铬液中脉冲镀硬铬
[J].材料保护，1983,31(8):19-20.
[6] 陈颢，杜海燕. 电沉积钨钴合金的研究[J]. 电镀与涂饰，
2002，21(2)：4-7.
[7] C hang H. Electroless Silver Plating of Oxide Particles in Aqueous
Solution [J]. Material Science, 1993, 28:5207-5210.
[8] 郭忠诚. 稀土在Ni-P 和Ni-B 基化学复合镀中的应用[J].材料
保护,1993,(5):19-21.
[9] 陈一胜，张乐观，王勇. 稀土对化学镀镍溶液稳定性的影响[J].
材料保护，2002，35(4)：38-40.
[10] 杨温春. 有色金属与稀土应用[J].稀土，1993，(4)：1-4.
[11] 陆峰. 稀土化合物缓蚀剂对Al2024 铝台金防护的研究[J].材
料工程，1998，(7)：9-11.
[12] Sing h R N. Effects of Ta,La and Nd Additions on the C orrosion
Behavior of Aluminu m Bronze in Mineral Acids [J].Journal of
Application E lectrochemistry ,1992, 22(12):1175-1179.
[13] 陈一胜，陈颢，李明茂. 稀土在铜及其合金缓蚀剂肿的研究
[J].表面技术，2003，32(2)：36-37.[14] 尚丽娟，贺春林，才庆魁，等.应用稀土及激光熔覆工艺制备钴
基合金梯度涂层[J].中国有色金属学报，2002，12(4)：653-657. [15] Chen Hao, Li Huiqi, Sun Yuzong. Microstructu re and Properties of
Coatings With Rare Earth Formed b y DC -plasma Jet Surface
Met allurgy[J].Surfa ce and Coatings Te chnology, 2006, 200(16-17):
4741-4745.
[16] Chen Hao, Li Huiqi, Sun Yuzhong. Effect of RE on the Cracking
Resistance and Microstructure of Coatings Formed by Plasma Jet
Surface M etallurgy[J].Journal o f R are E arth, 2005，23 (Suppl.) (12):
383-386.
[17] 翁伟浩，宋晨路，翁文剑，等.连续快速常压化学气相沉积法制
备TiO2 自清洁镀膜玻璃[J].真空科学与技术学报，2008，28(1)：
16-20.
[18] 刘兆政，刘耀辉，蒋百灵. 对薄膜CrAlTi(Y)N 硬度的研究[J].真
空科学与技术学报，2008，28(3)：194-198.
[19] Huang Na-can，Hu S he-ju n，Xie Guang-rong. Effect of Rare Earth
Element Cerium on Mechanical Properties and Morpholog y of T iN Coating Prepared by Arc Ion Plating [J]. Journal of Rare Earth，
2003，21(3)：380-383.
[20] 曹晓明.稀土元素对固体渗硼层改性作用的研究[J].中国稀土学
报，1997，(12):350-353.
[21] 陈颢，李惠琪，孙玉宗，等. 稀土对等离子束表面冶金涂层组
织和性能的影响[J].金属热处理，2005，30(9)：1-3.
[22] 陈颢，李惠琪，孙玉宗，等. 稀土对等离子束表面冶金涂层抗
开裂性能的影响[J].钢铁研究学报，2007，19(3)：80-84.
Present Situation on Research of Rare Earth in Materials Surface Engineering
CHEN Hao1,2, ZHU Song1, YANG Jian-gao2, CHEN Yi-sheng1
(1.Fa culty of M ateri als and Ch e mic al Enginee ring, Jiangxi Univ ersity of S cien ce and T echn ology, Ganzhou 341000 ，Jiangxi,China；
2. E ngineering R esearch o f C enter o f T ungsten R esources D evelopment a nd A pplication, M inistry o f E ducation, Ganzhou 341000 ，Jiang xi,C hina)
Abstract:This paper reviews some main developments and the applications of rare-earth elements in thermochemical treatment, electric plating, chemical plating, chemical converting film, spray, cladding and vapor deposition processes, and proposes some suggestions on how to develop rare-earth surface engineering industry.
Key words: rare earth; materials; surface engineering
（上接第22页）
On the Application of Outer-hole Blast in Medium Length Hole
YIN Hong
(Jiangxi Tieshanlong Tungsten Mine, Yudu 342300,Jiangxi,China)
Abstract: The impacts of geological structure and ground pressure are likely to result in the collapse of preparatory project and deformation of medium length hole in block caving mining. Outer-hole delay blast has been applied in the cluster blasts T ieshanlong Tungsten Mine.
Key words: outer-hole delay; medium length hole; millisecond detonating。