下向扇形深孔代替垂直深孔精细化爆破的方法

摘要

下向扇形深孔代替垂直深孔精细化爆破的方法，涉及探矿技术领域，其特征在于：包括以下操作步骤，回采凿岩、回采设计优化、下向扇形深孔回采工艺的设计、确立爆破参数、起爆网路连接、穿孔纠偏、确定炸药装填要求、装药爆破。本发明方法合理、能够减少工作量、提高设备使用率、增加工作进度。

说明书

技术领域

本发明涉及探矿技术领域，具体涉及下向扇形深孔代替垂直深孔精细化 爆破的方法。

背景技术

当前由于铁矿石价格的持续大幅下跌，国内铁矿企业发展面临严峻挑战， 资源条件的变差使开采难度加大，社会经济发展也对矿山开发提出了新的要 求。因此，要应对行业形势的变化和适应时代的要求，必须不断研发采矿技 术，通过新技术的应用和技术改造等措施来降本增效，提高企业竞争力。

张庄矿现采用垂直深孔阶段矿房法进行回采，一步采矿房宽15米，二步 采矿房宽18米。每个矿房须掘进2～3条凿岩硐室，凿岩硐室掘进量平面投影 面积占回采矿房面积的85％，硐室掘进量大，施工周期长，生产成本高。

并且张庄矿现采用垂直深孔阶段矿房法进行爆破回采，受矿巷中使用 YGZ90钻机上向凿直径65mm中深孔，开凿堑沟，拉底高15米，凿岩硐室使用T150 潜孔钻机凿直径165mm下向平行深孔，孔深45米。凿岩硐室掘进量平面投影面 积占回采矿房面积的85％，垂直下向平行深孔所使用潜孔钻机实际台班钻进量 为40米，相对于SimbaH1254顶锤式凿岩机中深孔台班140米速度慢，凿岩效率 低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有的技术缺陷提供一种方法合 理、能够减少工作量、提高设备使用率、增加工作进度的下向扇形深孔代替 垂直深孔精细化爆破的方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

下向扇形深孔代替垂直深孔精细化爆破的方法，其特征在于：包括以下 操作步骤，

步骤一、回采凿岩：

采矿方法主要采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，矿房高度为 60m，宽度为15-20m之间，长度为矿体厚度；深孔回采凿岩采用T-150潜孔凿 岩台车，在采场凿岩硐室内向下钻凿垂直深孔，炮孔直径Φ165mm，炮孔深41m 左右，孔网参数3m*3m；拉底高度15m，采用Simba1254凿岩台车，孔径为76mm， 排距1.8-2m，孔底距2-2.5m；

步骤二、回采设计优化：

设计在二步采矿房-390水平边界设计一条宽*高为5m*4m的凿岩巷道作为 一步采及二步采矿房共用的凿岩硐室；

根据凿岩设备性能，矿房分上部30m采用下向扇形孔、下部30m采用上向 扇形孔同时回采方式；

采用研铜陵市的铜冠KQG100型钻机，施工上向扇形孔，钻孔能力45000m/ 台年，有效作业孔深0-30m，孔径为Φ76mm；上部下向扇形孔采用CS150D型钻 机，有效作业孔深0-60m，钻孔能力45000m/台年，孔径为Φ89mm；

步骤三、下向扇形深孔回采工艺的设计：

下向扇形深孔回采是扇形深孔全侧向爆破，包含大直径深孔爆破形成切 割槽、下向扇形中深孔拉底形成和上向扇形中深孔拉底三部分组成，其中上 向扇形深孔和下向扇形深孔垂直崩矿高度相等；

正排炮孔采用江南化工合作研发的JWL-DXRH-2型现场混装车机械装填连 续装药；

采用高精度导爆管雷管引爆炸药，从切割槽开始沿采场方向，进行全侧 向崩矿爆破，完成爆破整个矿房；

步骤四、确立爆破参数：

根据利文斯顿爆破漏斗理论，最小抵抗线公式及经验公式 W＝25-30d测算；

步骤五、起爆网路连接：

采用高精度高强度导爆管雷管“逐孔”起爆网络，同排相邻炮孔间隔25ms， 排间间隔41ms，斜向间隔17ms，时间等值线趋于平缓；

步骤六、穿孔纠偏：

为解决炮孔偏斜问题：

①采用Φ89mm大孔径，必要时增加装稳杆器进行下向扇形孔钻孔，提高 钻孔精度。

②采用炮孔测偏仪(型号MDL Cabled Boretrak)和激光测距仪(型号Nikon -3)，确保炮孔角度和深度的准确，确保孔底偏斜在20cm之内

步骤七、确定炸药装填要求：

①起爆具由起爆弹壳内加小直径乳化药卷制成，由起爆具放置位置控制 爆轰波传播方向。上向孔起爆具放置孔底，保证爆生气体滞留在孔内更好做 功，并保护边帮；下向孔1-6号孔放置孔底减少盘区间柱超爆，7-11号孔放置 装药孔口；确保爆后1304矿柱边帮平滑；

②下向孔严格控制装药高度。采用JWL-DXRH-2地下混装炸药车，通过遥 控器控制送管器和装药系统，在控制面板上根据装药参数预设各孔的装药量， 选择对应的炮孔号，启动自动装药，当装药量达到设定值时，系统自动停机， 装药量准确；

步骤八、装药爆破：采用普通乳化炸药或铵油炸药、非电起爆系统、切 割槽+倒梯段侧向崩矿方式；倒梯段侧向崩矿崩矿步距12-18m，采用导爆管、 导爆索和非电毫秒雷管，分段微差爆破，V型起爆顺序；

所述孔径为Φ89mm是为了确保下向孔偏斜度在可控范围之内。

本发明的有益效果为：

1、减少凿岩硐室掘进工程量80％；

2、合理利用现有凿岩设备提高设备使用率，提高总体凿岩效率；

3、优化爆破参数，合理调整炸药分布密度，降低炸药单耗；

4、收集凿岩爆破数据，积累凿岩爆破回采经验；

5、以矿房长100米计算，一个盘区采准巷道较原来设计节省了19200m³，>

6、乳化基质装入炮孔前仅是炸药原材料或半成品，无雷管感度，归属于 5.1级氧化剂，降低了运输、储存、使用过程中的安全风险；

7、现场混装制备的炸药性状稳定，可实现机械化连续装药作业，与现有 作业方式相比，可减少现场操作人员和作业时间，自动送退管可降低劳动强 度，能完成多采场循环作业，满足高效施工要求。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了 解，下面进一步阐述本发明。

实施例：

下向扇形深孔代替垂直深孔精细化爆破的方法，其特征在于：包括以下 操作步骤，

步骤一、回采凿岩：

采矿方法主要采用大直径深孔阶段空场嗣后充填采矿法，矿房高度为 60m，宽度为15-20m之间，长度为矿体厚度；深孔回采凿岩采用T-150潜孔凿 岩台车，在采场凿岩硐室内向下钻凿垂直深孔，炮孔直径Φ165mm，炮孔深41m 左右，孔网参数3m*3m；拉底高度15m，采用S imba1254凿岩台车，孔径为76mm， 排距1.8-2m，孔底距2-2.5m；

步骤二、回采设计优化：

设计在二步采矿房-390水平边界设计一条宽*高为5m*4m的凿岩巷道作为 一步采及二步采矿房共用的凿岩硐室；

根据凿岩设备性能，矿房分上部30m采用下向扇形孔、下部30m采用上向 扇形孔同时回采方式；

采用研铜陵市的铜冠KQG100型钻机，施工上向扇形孔，钻孔能力45000m/ 台年，有效作业孔深0-30m，孔径为Φ76mm；上部下向扇形孔采用CS150D型钻 机，有效作业孔深0-60m，钻孔能力45000m/台年，孔径为Φ89mm；

步骤三、下向扇形深孔回采工艺的设计：

下向扇形深孔回采是扇形深孔全侧向爆破，包含大直径深孔爆破形成切 割槽、下向扇形中深孔拉底形成和上向扇形中深孔拉底三部分组成，其中上 向扇形深孔和下向扇形深孔垂直崩矿高度相等；

正排炮孔采用江南化工合作研发的JWL-DXRH-2型现场混装车机械装填连 续装药；

采用高精度导爆管雷管引爆炸药，从切割槽开始沿采场方向，进行全侧 向崩矿爆破，完成爆破整个矿房；

步骤四、确立爆破参数：

根据利文斯顿爆破漏斗理论，最小抵抗线公式及经验公式 W＝25-30d测算；

步骤五、起爆网路连接：

采用高精度高强度导爆管雷管“逐孔”起爆网络，同排相邻炮孔间隔25ms， 排间间隔41ms，斜向间隔17ms，时间等值线趋于平缓；

步骤六、穿孔纠偏：

为解决炮孔偏斜问题：

①采用Φ89mm大孔径，必要时增加装稳杆器进行下向扇形孔钻孔，提高 钻孔精度。

②采用炮孔测偏仪(型号MDL Cabled Boretrak)和激光测距仪(型号Nikon -3)，确保炮孔角度和深度的准确，确保孔底偏斜在20cm之内

步骤七、确定炸药装填要求：

①起爆具由起爆弹壳内加小直径乳化药卷制成，由起爆具放置位置控制 爆轰波传播方向。上向孔起爆具放置孔底，保证爆生气体滞留在孔内更好做 功，并保护边帮；下向孔1-6号孔放置孔底减少盘区间柱超爆，7-11号孔放置 装药孔口；确保爆后1304矿柱边帮平滑；

②下向孔严格控制装药高度。采用JWL-DXRH-2地下混装炸药车，通过遥 控器控制送管器和装药系统，在控制面板上根据装药参数预设各孔的装药量， 选择对应的炮孔号，启动自动装药，当装药量达到设定值时，系统自动停机， 装药量准确；

步骤八、装药爆破：采用普通乳化炸药或铵油炸药、非电起爆系统、切 割槽+倒梯段侧向崩矿方式；倒梯段侧向崩矿崩矿步距12-18m，采用导爆管、 导爆索和非电毫秒雷管，分段微差爆破，V型起爆顺序；

所述孔径为Φ89mm是为了确保下向孔偏斜度在可控范围之内。

装药爆破所采用的炸药的属性及含量如下表1：

表1

爆破为5300及5700m/s；

铁矿石硬度高，波阻抗大，原则上优先选择三高炸药；以上常用炸药类 型中散装乳化性能、经济型较好；

爆破参数所计算的结合岩石性质确定各爆破参数如下表2：

表2

经过优化对比后确定的最优排孔装药参数：

上向扇形孔各孔装药量及相关参数见下表3：

表3

下向扇形孔各孔装药量及相关参数见下表4

表4

高精度高强度雷管延期时间选择如下表5：

表5

确定爆破的选择的设备如下表6：

表6

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行 业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明 书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范 围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。