深孔爆破一次性成井技术在龙桥铁矿的应用

效循环利用国家工程研究中心)摘 要 针对传统天井掘进施工效率低、组织繁琐及安全隐患大等缺点，利用一次性爆破掘

井新技术，在龙桥铁矿进行应用。在对地质条件进行分析的基础上对爆破参数进行设计。实践证 明，该技术的成功应用，提高了矿山的天井掘进效率，减少了施工安全隐患，经济效益显著，为周围 类似矿山提供了参考。关键词天井掘进一次性成井技术炮孔布置DOI：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.05.021Application of One Time Well Completion Technology by Deep Hole Blasting in

Longqiao Iron MineLIN Min1 YU Liuping2， WANG Jing2，(1. AnhuiLongqiao Mining Co., Ltd.; 2. Sinosteel Maanshan General Institute of MiningResearch Co., Ltd.;3. NationalEngineeringResearchCerterofHuaweiHighEfficiencyCyclicUtilizationofMetalMineralResource )Abstract Aiming at the shortcomings of traditional patio tunneling， such as low construction effi-

ciency， cumbersome organization， and high potential safety hazards， a new technology of one-time blast­ing and tunneling was proposed and applied in Longqiao Iron Mine.The blasting parameters are designed on

the basis of analyzing the geological conditions. Practice has proved that the successful application of this

technology has improved the tunneling efficiency of the mine patio.The hidden dangers of construction safe­ty are reduced， the economic benefits are significant， and it provides a reference for similar mines around.Keywords patio tunneling, one-time well completion technology, blasthole layout天井掘进是井下作业中施工难度较大的一个环

风井各1条,构成侧翼对角式通风系统。采矿方法为 无底柱分段崩落法。目前-420 m以上开拓工程已基

节。目前常见天井掘进主要分为普通法施工、吊罐

法施工、爬罐法施工3类［1］,这些方法需要人员进入 井筒内作业，劳动强度大，作业条件差,安全性低，施 工周期长，成本高。随着爆破生产技术的不断发展，

本完成。矿区顶底板围岩稳固，具体参数见表1,矿山即 将转入的深部-420~-490 m中段平均切割井深在

爆破一次成井成为一种新型天井掘进方式，该方式 无需人员进入天井,具有安全性高、施工成本低、掘

14.5 m左右。进速度快、使用范围广的优点［2］。本研究以龙桥铁矿 为例,采用爆破一次成井技术进行天井掘进施工。2爆破设计2.1炮孔参数炮孔布置方式见图1。1工程概况龙桥铁矿隶属安徽省庐江龙桥矿业有限公司,

(1)掏槽孔。掏槽孔设计采用桶形布置,共布置

7个孔，图1中1#~7#孔为掏槽孔。一般而言,掏槽孔

需要较大的槽腔表面积和较高的炮孔利用率，龙桥

矿区位于安徽省庐江县龙桥村。矿山采用分期开

采，一期生产规模为100万t/a,二期生产规模为300 万t/ao矿山采用侧翼下盘竖井开拓，布置混合井、东铁矿掏槽孔直径110 mm,其中1#孔装药的作用是将 桶形区域内的岩石粉碎，在天井中央形成粉碎区，在

爆炸应力和重力作用下,粉碎区的岩石被抛掷出来，

林 敏(1984—)，男，经理，工程师,231555安徽省庐江县

为后续的炮孔提供爆破自由面和碎胀空间。2#~7#孔87总 第 625 期现代矿业2021 年 5 月 第 5 期表1矿岩体质量分级情况岩种凡X,BQ值KiKi顶板126.40.649200.3矿体840.5848100.3顶板173.60.754400.2用是为掏槽区提供补偿空间，避免二次成岩［3］°（2） 崩落眼。崩落眼布设在半径为1 m、与掏槽

眼同心的圆上，共布置1圈，8#~11#孔为崩落孔，孔径

80 mm,作用是将岩石崩落并破碎,形成破碎区。破

碎区的岩渣随重力作用向井底滑落［3-5］°（3） 周边眼。12#~19#孔为周边眼，周边眼与成井

形状有关，布设在天井的开挖轮廓上，孔径采用80

mm,孔距1m°这些孔的作用有2个,一是轮廓线内

开挖区岩体与轮廓线外的岩体分离，减弱主爆破对

井壁围岩的扰动，维持围岩的稳定，并形成平整的爆 破轮廓面［2-3］；二是将开挖区域内的岩石崩落并破碎。（4） 扩槽孔。扩槽孔位置根据现场实际布设在一侧,

以成井的要求为标准，排距0.6 m,孔距1 m,孔径80 mm°因为受到岩石夹制作用，若上分层无自由面，则 孔深分布一般在10 m左右，若施工位置顶部存在自

由面，则孔深可深达15 m, —次爆破孔深7 m°现场

炮孔施工见图2°图2炮孔布置现场2.2装药形式一次成井装药采用连续耦合装药° 1#掏槽孔内 装乳化粉状炸药，2#~7#孔不装药。3#~19#的崩落孔、

周边孔和20#~25#扩槽孔内装2号岩石铵油炸药。填

塞方式为孔底填塞50 cm的炮泥。88k3BQ值辭J岩体自稳能力0462n跨度10 ~ 20 m可基本稳定，0451n局部可发生掉块或小塌方；0514n跨度V10m,可长期稳定偶有掉块2.3爆破网络组织设计采用毫秒微差控制爆破技术。通过微差控

制爆破，可以减小爆破一次释放的能量，减轻围岩的 扰动，不发生坍塌；其次，通过控制炮孔的起爆顺序

及延期时间，可以保证岩渣有序抛出，确保开挖竖井 不被爆渣堵塞，并保证岩渣破碎均匀［2］°爆破顺序主要沿着竖井的中心至周围依次起 爆，其中中心1#掏槽孔采用HS1段雷管,2#~7#孔不装 药,8#和10#孔采用HS3段雷管,9#和11#孔采用HS5段 雷管,12#、14#、16#和18#孔采用HS6段雷管,13#和17#

孔采用HS7段雷管,15#和19#孔采用HS8段雷管,后

续两排扩槽孔分别采用HS9和HS10段雷管。传爆网络选用半秒导爆管雷管+塑料导爆管组 成起爆网络。为了达到爆破目的，在孔口和孔底均

设置有一发起爆弹（里面设有2发导爆管雷管），从而 组成“双保险”来保障爆破效果。炮孔参数及材料消

耗情况见表2、表3°3 一次性成井的优点3.1高效性龙桥矿每个采场平均纵向划分约有3~4个分层,

每个分层至少需要施工1个切割井来确保充足的爆 破空间。统计平均1个采场需要施工3个切割井。

每条天井的长度在10~15m,按照以往人工施工周期 来看,在施工条件最好的情况下（无溶洞，无断层）需

要10~15d°如果出现岩层条件复杂或井筒高度较高 （如龙桥即将转入的深部-420~-490 m的中段平均切

割井深在14.5 m左右），会造成施工进度严重滞后，从 而拖延整体采场的形成。采用该新型一次成井技术，利用中孔台车进行

施工,1个班可完成1条10~15 m的切割天井,施工周

期缩短了 95%°3. 2 安全性龙桥铁矿以往采用反掘法施工切割天井，需要 人工搭建手工架向上施工。人员要在井筒里面作

业，井筒内施工存在空气中毒窒息、浮石垮落、人员

高处坠落等风险，存在很大的安全隐患。此外，反掘 法施工工序繁多且复杂，各工序衔接紧促，需要配备 足够的安全、运输人员。一次成井施工只需要施工

一次成孔，进行一次爆破作业,后续进行出渣作业就

可实现成井，施工工序少，安全隐患少，从源头上减 少了安全事故的发生。林敏喻六平等：深孔爆破一次性成井技术在龙桥铁矿的应用2021 年 5 月 第 5 期表2现场装药结构参数孔号2#3#4#孔径/mm

11011011011011011080808080设计孔深/m

6.87.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.17.1134.6实际孔深/m6.87.17.17.17.17.17.16.8装药长An

6.3装药量伽59.9充填长/m0.5段次/数量1/41# 110备注HS雷管通孔通孔通孔通孔通孔不装药不装药5#6#7#8#9#不装药不装药不装药不装药6.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.36.3119.731.531.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.53/45/43/45/46.86.86.86.8通孔HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管HS雷管*1031.531.531.531.511#12#13#14#808080806/47/46.86.86.86.831.531.531.531.56/48/415#16#*1718#808080806/47/46.86.86.86.831.531.531.531.56/48/4*19*20808080809/49/49/410/410/410/476 / 100*2122#23#24#*256.86.86.86.831.531.531.531.580806.8129.2总计626.859.5表3现场施工材料消耗及爆破指标消耗材料爆破指标炸药/kg700四通连接件/个8黑胶布/卷3Qmax/kg126.0导爆管雷管/发80返粉率/%<8炸药单耗/ (kg/t)3.24延米崩矿量/ (t/m)1.7延米炸药消耗量/ ( kg/m )

9.5和5塑料导爆管单耗/ ( m/t)4.63导爆管雷管单耗/(制)0.37崩矿量/t216起爆弹/发39装药系数/%93备注带15 ni长IMS导爆管雷管4发，塑料导爆管1 000 mo3.3经济性一次成井技术采用中深孔爆破成井，施工成本

的应用是可行的，为类似岩性条件下的矿山提供了 参考依据，为深孔一次性成井提供了实践指导。参考文献[1] 寇岗，吴会明.深孔爆破一次性成井技术在侯庄矿的应用实践

[J].现代矿业,2017(3):124-125.低。根据龙桥铁矿统计，采用一次成井技术掘进断 面2 m X 2 m的天井，平均每米可节省600元。龙桥 铁矿2020年施工38个天井,约500 m,采用一次成井

技术为公司节省直接生产成本约30万元。间接的安 全和人员配备、施工期等成本未计入其中。[2]

陈胜云，张鏖.深孔一次爆破成井技术研究及应用[J].矿业研究

4结论深孔一次性成井技术能够实现天井的高效掘 进，该技术施工效率高、安全性好、劳动强度低等。与开发,2017(10):5-10.[3] 叶超，黄惟盛.深孔一次爆破成井在武山铜矿的实践应用技术

研究及应用[J].铜业工程，2020(1):28-30.[4] 王成胜.深孔爆破一次成井爆破技术在冬瓜山铜矿的应用[J].

采矿技术,2010(6):82-84.采用深孔一次性成井技术减少了天井掘进成本，

每年为矿山带来直接效益30余万元，缩短了施工周 期，减少了人工与设备成本，具有较好的经济价值。工程实践证明，该炮孔参数设计在龙桥铁矿上

[5] 薛辉，周科平，王文锋，等.梅山铁矿溜井一次爆破成井技术研

究[J].矿业工程,2011,9(3):50-52.(收稿日期2021-02-20)89