某鐵礦高階段天井深孔分段爆破施工技術(shù)方案

某鐵礦高階段天井深孔分段爆破施工技術(shù)方案摘要:某礦山已將新中段高度提高到90m，即新開(kāi)拓中段為-385m至-300m水平，取消了-360m階段運(yùn)輸巷道，減少了開(kāi)拓工程量，在礦塊垂高上增加了近30米，給回采過(guò)程的鑿巖、爆破作業(yè)的帶來(lái)了技術(shù)難度，首先面臨的困難就是如何施工垂深75m的天井，由于可能產(chǎn)生較大偏斜率，而采用更換設(shè)備的方案或中孔鉆機(jī)與深孔鉆機(jī)分段鑿巖爆破的方案均需花費(fèi)較大的經(jīng)濟(jì)或時(shí)間代價(jià)，故采用原T-150鉆機(jī)施工需對(duì)施工方案進(jìn)行變更。關(guān)鍵詞:高階段;天井;鑿孔;爆破天井在下向深孔空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法中的意義相當(dāng)于巷道掘進(jìn)作業(yè)中的掏槽炮孔的意義一樣重大，天井施工進(jìn)度、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益在整個(gè)礦房爆破作業(yè)中有著重要的作用，本研究高階段天井深孔分段爆破的施工方案。1工程概況某鐵礦礦巖穩(wěn)固，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)采用下向深孔空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V（VCR）法開(kāi)采，該鐵礦鐵礦石品位最高TFe53.05%，一般TFe30～35%。普氏硬度系數(shù)：礦石f=12～15，巖石f=5～11。深孔鑿巖設(shè)備采用T150深孔鉆機(jī)施工，鉆孔φ為165mm，較為合適的施工深度為50m以?xún)?nèi)，超過(guò)該深度則鉆孔的垂直度及進(jìn)度均大幅度降低。根據(jù)目前階段高度適應(yīng)性及采礦設(shè)備的性能，礦山已將新中段高度提高到90m，即新開(kāi)拓中段為-385m至-300m水平，取消了-360m階段運(yùn)輸巷道，減少了開(kāi)拓工程量，在礦塊垂高上增加了近30米，給回采過(guò)程的鑿巖、爆破作業(yè)的帶來(lái)了技術(shù)難度，首先面臨的困難就是如何施工垂深75m的天井，由于可能產(chǎn)生較大偏斜率，而采用更換設(shè)備的方案或中孔鉆機(jī)與深孔鉆機(jī)分段鑿巖爆破的方案均需花費(fèi)較大的經(jīng)濟(jì)或時(shí)間代價(jià)，故采用原T-150鉆機(jī)施工需對(duì)施工方案進(jìn)行變更。2高階段天井深孔爆破方案2.1.1鑿巖流程①驗(yàn)收鑿巖硐室規(guī)格，要求底板平整無(wú)浮渣、無(wú)鐵器；②按設(shè)計(jì)布孔，并由底板投射到硐室頂板上，做好記號(hào)；③安裝T-150型潛孔鉆機(jī)對(duì)應(yīng)好頂板記號(hào)；④鑿巖；⑤驗(yàn)收炮孔的偏斜、深度、數(shù)量等指標(biāo)。2.1.2天井天井炮孔布置圖1天井炮孔布置圖天井垂高75.2m，采用T-150型潛孔鉆機(jī)施工Φ165mm大孔，為保證天井施工爆破成功，天井設(shè)計(jì)為5*3m，以增大孔間距，防止穿孔。先確定天井中心孔，然后圍繞中心孔布置其余炮孔。確保炮孔的位置在斷面內(nèi)均勻布置。共布置15個(gè)孔。天井中布置一個(gè)中心孔，圍繞中心布置6個(gè)掏槽孔，外圍布置8個(gè)周邊孔控制成井后的天井形狀。天井為5*3m，面積11.7㎡，孔網(wǎng)參數(shù)：周邊孔間距為1.5m，中心孔至掏槽孔間距為1.0m。大孔施工過(guò)程中控制成孔質(zhì)量偏斜角度小于0.5°，如偏差太大需重新補(bǔ)孔。2.1.3鑿巖操作要點(diǎn)①鉆孔前每一個(gè)施工人員要熟悉所有鉆孔方位、深度及地質(zhì)情況；②基礎(chǔ)必須按照設(shè)計(jì)要求施工，鉆機(jī)架豎立找正，鉆孔角度調(diào)整好，上下支撐牢固，以防偏孔；③鑿孔作業(yè)人員必須依據(jù)設(shè)計(jì)圖，按照測(cè)量人員給定的眼位進(jìn)行鑿孔。④鑿孔的傾角、孔深及傾向要符合設(shè)計(jì)要求。鉆孔孔口位置誤差應(yīng)當(dāng)小于100mm；鉆孔傾角誤差小于0.5°。在鉆鑿前鉆機(jī)必須用放置為水平狀態(tài)，用水平尺核驗(yàn)，滑架及鉆桿從前后左右四個(gè)方向進(jìn)行垂直度核驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)校正。⑤開(kāi)孔作業(yè)時(shí)采用低轉(zhuǎn)速、低沖擊、低推進(jìn)開(kāi)孔作業(yè)，開(kāi)口2根鉆桿后重新核驗(yàn)開(kāi)孔角度，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾偏。2.2.1鑿巖流程①進(jìn)場(chǎng)后檢撬頂板，清理孔口雜物，鐵絲、碎石；②運(yùn)送火工材料至天井硐室；③準(zhǔn)備吊孔材料，（水泥塞、14#鐵絲、孔口竹竿），進(jìn)行測(cè)孔；④吊孔；⑤復(fù)測(cè)孔底高度，高度無(wú)誤后開(kāi)始堵塞；⑥下放起爆藥卷，每孔的第一次裝藥量控制在每孔總裝藥量的60%以?xún)?nèi)；⑦測(cè)每孔第一次裝藥后的藥頂高度；⑧計(jì)算爆破高度，第二次裝藥，保證裝藥高度一致；⑨孔口堵塞；⑩把導(dǎo)爆管連接在導(dǎo)爆索上；⑾收集所有與導(dǎo)爆索連接好的導(dǎo)爆管尾部，并連接上起爆導(dǎo)爆管；⑿施工人員撤離；⒀敷設(shè)起爆網(wǎng)絡(luò)至安全地帶；⒁起爆。2.2.2裝藥設(shè)計(jì)每次分段爆破，先爆破掏槽孔，掏槽孔爆破段高為2.5m。分段爆破的總裝藥量為504kg，最大單響72Kg（兩孔一段）。每次爆破崩渣量29.4m3，裝藥單耗為17.1kg/m3。每孔沿孔深布置敷設(shè)一根導(dǎo)爆索，采用毫秒延期導(dǎo)爆管，導(dǎo)爆管正向連接。每班的爆破次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)情況以及下口補(bǔ)償空間情況而定。炮孔裝藥結(jié)構(gòu)圖（圖2）1--鐵絲2--導(dǎo)爆索3--巖粉4--藥包5--巖粉6--水泥塞圖2炮孔裝藥結(jié)構(gòu)圖2.2.3裝藥注意事項(xiàng)藥卷直徑保持在140mm，裝藥時(shí)藥卷應(yīng)與孔口成90°，避免碰到孔口使藥卷變形，影響藥卷在孔內(nèi)的下落。裝藥人員一定要確認(rèn)前一卷藥下落到孔底后方可投放下一卷藥。2.2.4天井堵塞處理經(jīng)對(duì)比爆破效果后，爆破段高控制在2.5m。假如爆破段高不合理或裝藥量過(guò)大極易造成天井爆破分段部分井筒收縮，爆落物在收縮段擠死，使天井堵塞，需重新補(bǔ)孔后再爆破。2.2.5孔口清理爆破進(jìn)場(chǎng)后，首先組織人員把爆破孔口反沖形成的碎石從孔口周?chē)謇砀蓛?，如鐵絲、碎石、竹篾。防止雜物落入孔內(nèi)，影響爆破孔的選擇，使爆破孔不能在天井?dāng)嗝鎯?nèi)等距分布。2.2.6測(cè)孔在裝藥前，技術(shù)人員首先用測(cè)繩測(cè)出每個(gè)孔的孔底位置，根據(jù)各孔底位置確定每孔裝藥量。技術(shù)人員一定要認(rèn)真完成每一遍測(cè)孔工作，要記錄詳細(xì)、數(shù)據(jù)對(duì)比直觀。每次分段爆破應(yīng)測(cè)三遍，第一遍測(cè)孔在孔口清理之后，以掌握所有孔的情況，分析炮孔數(shù)據(jù)后，選擇合理的爆破裝藥孔；第二遍測(cè)孔在完成炮孔下部堵塞工作后，檢查堵塞的高度；第三遍測(cè)孔在每孔裝入設(shè)計(jì)裝藥量的60%之后，對(duì)比其他炮孔裝藥高度，把所有炮孔裝藥高度統(tǒng)一在一個(gè)高度上。三遍測(cè)孔應(yīng)由同一人完成，中間不要換人。由于孔口反沖，會(huì)在孔口造成爆破漏斗，每人確定孔口的標(biāo)準(zhǔn)不一樣，會(huì)直接影響其他測(cè)孔數(shù)據(jù)。2.2.7連線導(dǎo)爆管與起爆網(wǎng)絡(luò)連接過(guò)程中作業(yè)人員要將導(dǎo)爆管的腳線位置拉緊且保持一定角度，最佳角度為20°～60°，其捆扎長(zhǎng)度不得小于15cm，要求用力捆緊扎牢，嚴(yán)禁打結(jié)或隨意連接。要統(tǒng)一、有序、且保持與傳爆相同的方向。2.2.8堵塞天井爆破的孔底堵塞高度不應(yīng)超過(guò)30~80cm，孔口堵塞在200～300cm，既不會(huì)在孔底形成喇叭口，也不會(huì)反沖孔口形成較大的爆破漏斗。2.2.9破頂厚度選擇根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，把天井破頂厚度確定在5m較為合理。達(dá)到設(shè)計(jì)破頂厚度的關(guān)鍵是調(diào)整爆破高度和控制裝藥量。最終破頂厚度的預(yù)留要提前分次分段爆破開(kāi)始調(diào)整。調(diào)整過(guò)程中要遵循“只減不加”的原則。3材料與設(shè)備3.1鑿巖設(shè)備（見(jiàn)表1）表1鑿巖設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)量用途1深孔鉆機(jī)/臺(tái)T-1501鑿巖2無(wú)油增壓機(jī)/臺(tái)VW-4.7/5-161增壓3高氣壓潛孔沖擊器/個(gè)DHD3601鑿巖4鉆桿/根HOD16552鑿巖5高風(fēng)壓潛孔鉆頭/個(gè)SD-1654鑿巖3.2火工材料（見(jiàn)表2）表2火工材料序號(hào)材料名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)數(shù)量用途1炸藥/kg巖石乳化炸藥9360爆破2導(dǎo)爆索/m塑料導(dǎo)爆索14000傳爆3導(dǎo)爆管/發(fā)毫秒延期600起爆火工材料消耗量為掘進(jìn)75m天井的消耗量。4結(jié)論（1）闡述了非煤地下礦山高中段天井深孔分段爆破成井技術(shù)設(shè)計(jì)、施工全過(guò)程，為工程設(shè)計(jì)及技術(shù)人員應(yīng)用該技術(shù)提供了依據(jù)。（2）施工方法簡(jiǎn)單，操作方便，減少了人力物力的投入，降低了工程成本。（3）按該施工方法施工，具有施工工期短、質(zhì)量好、成本低、施工作業(yè)安全性高、工序交叉作業(yè)少特點(diǎn)。

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