白海濱

（中國華冶科工集團有限公司天津第三分公司，天津 天津市  301799）

摘  要：中國華冶科工集團有限公司承建的太鋼峨口鐵礦露天轉地下開采項目工程共三個標段，均以井巷施工為主體，井巷爆破施工成為施工過程中的關鍵工序。爆破后空氣中存在大量顆粒物和有毒有害氣體，嚴重威脅作業人員的職業健康，通風進間成制約成為施工進度的難點，經工程技術人員多方研究討論，決定引入水袋式填充爆破工藝。

關鍵詞：井巷爆破；填充；掘進；降塵；

0  引  言

水袋式填充爆破是爆破施工中，向炮孔內充填特制成品水袋，炮泥對孔口進行封堵，實現爆破作業的一種施工方法^[1-3]。將其引入到地下礦山進行應用與實踐，取得了良好效果，針對不同巖石情況仍需進行再探索。

1  水袋式填充爆破工藝原理

巷道掘進施工是由炸藥爆炸產生高壓爆轟氣體和爆炸沖擊波在巷道圍巖中進行傳播，從而將圍巖破壞。在炮孔中加入水袋，可使能量均勻平緩的作用在圍巖當中，可減少沖擊波能量的損失，同時又起到降低噪聲和飛石的作用；同時炸藥在水中可形成“水楔”作用，水和爆炸氣體進入圍巖當中，對裂隙起到擴展和延伸作用，水的密度大于空氣密度，相對“氣楔”而言，“水楔”劈裂作用要大于“氣楔”的劈裂作用，使巖石破碎更快更均勻^[4,5]。同時，炮孔中的水在高溫高壓作用下被霧化，吸收了爆破生產的氣體中的粉塵，起到了霧化降塵的作用，降低了爆破后的粉塵，提高了巷道內的空氣質量。

由于采用了炮泥加水袋堵塞，避免了炸藥能量的外泄，炸藥能量充分利用在爆破巖石上，使得爆破效率提高，減少了炸藥的消耗。

2  水袋與炮泥加工

2.1 水袋加工

水袋的加工采用KPS-60水袋機與長22 cm直徑32 mm成品塑料袋，通過水袋機進行向水袋內注水，水袋機升到設定溫度時自動進行封口，封口完成后檢查封口效果，水袋密封嚴密飽滿的進行裝箱待用。加工好的水袋與炸藥藥卷大小相同，便于在爆破施工中填裝，操作方便。

2.2 炮泥加工

炮泥采用PNJ-A型炮泥機制作而成，炮泥制作可以就地取材，以粘土為宜，可加入少量膨潤土，含水率在15%左右，人工攪拌拌勻，將其裝入炮泥機中，啟動開關，可制成成品炮泥。制作好的炮泥即可使用，不使用是將其放在硐內陰涼部位，采用塑料模覆蓋。

3  裝藥結構

由于裝藥過程中增加了水袋和炮泥的填裝，水袋式填充爆破工藝相對普通巷道爆破的區別裝藥結構的改變，裝藥量除周邊眼外，其余每個炮眼減少1節或半節炸藥125-250 g，不同巖性可通過實踐摸索，可不斷進行調整，裝藥結構見下圖：

圖1

4  施工工藝

4.1 測量布眼及鉆孔

鑿巖前技術人員在工作面用紅油漆標出開挖輪廓線，標出周邊眼及掏槽炮眼位置，其誤差要求不超過5 cm。鑿巖時嚴格按孔位進行鉆孔。鑿巖時要根據工作面圍巖情況確定炮孔深度，盡可能使炮孔底部落在同一平面上。鉆孔完成，要對炮孔進行吹洗，將孔內巖粉及其它雜質吹出孔外，防止炸藥填裝不到位。

4.2 炸藥、水袋和炮泥的填裝

炸藥、水袋和炮泥的填裝方法同普通爆破的填裝基本相同，炸藥采用2#巖石粉乳炸藥，藥卷直徑φ32 mm，裝藥前采用PVC塑料管探孔孔，確認孔深符合要求。然后按照設計的裝藥結構進行填裝，后按水袋式填充爆破工藝裝藥結構裝藥。周邊眼采用間隔裝藥，先在孔底填裝，裝1個水袋，間隔部分裝入2個水袋，眼口裝入1個水袋，孔底藥量可適當增加，導爆索連接，孔口采用炮泥堵塞，長度為20 cm；其他炮采用連續裝藥，采用反向起爆裝藥結構，裝藥時按照設計自上而下進行，雷管按設計段位裝入最里一個藥卷，在孔底及孔口裝入水袋，孔口采用炮泥堵塞，長度為20 cm。

4.3 起爆網路^[6-7]

起爆網路采用簇連法。爆管按段數分組束把，然后將雷管連成一把后，全斷面一次非電導爆管雷管起爆。主線聯結采用非電半秒導爆管和導爆管線進行聯線，導爆管線的長度一定要滿足使用起爆器人員在安全位置引爆，起爆網路連接好后，進行檢查無誤后，待其他施工人員全部撤離到安全警戒線以外后，由爆破員用起爆器在安全避炮點起爆。

4.4 開挖質量檢查、優化鉆爆設計^[8]

每次掘進放炮后至少通風40分鐘，空氣質量經檢測合格后進入爆區檢查，檢查內容包括：巷道成型及超欠挖情況、爆堆情況、半眼率、飛石距離、循環進尺等，并進行詳實記錄，通過數據對爆破效果進行分析，并在施工過程中對爆破參數進行優化調整，不斷優化鉆爆設計。

4.5 爆破效果分析

峨口鐵礦露天轉地下開采項目部工程采用的是全斷面一次爆破施工，在幾次爆破中通過對比發現，普通爆破方法的炮眼的利用率平均為81%，采用水袋式填充爆破工藝施工，炮眼利用率提高到89%，炸藥單耗由原來的2.5 kg/m³降至2.2 kg/m³，藥耗降低了0.3 kg/m³，爆破后巷道粉塵濃度下降至8.1%，通風排煙由過去40-50 min縮短為30 min以內。

5  結束語

通過多次施工比較，采用水袋式填充爆破工藝與普通爆破方法對比，提高了炸藥能量的利用率，降低炸藥消耗，降低了爆破后的粉塵，提高了巷道內的空氣質量，縮短了通風時間，在改善洞內施工環境方面起到顯著作用，為作業人員的職業健康起到促進作用。除此之外，爆破后巖石破碎塊度均勻、爆堆集中，節省了出碴時間，這種施工方法簡單易行，效果顯著，值得推廣。

參考文獻：

[1]  汪旭光.《爆破手冊》.冶金工冶出版社,2010.

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[5]  何廣沂.工程爆破新技術[M].中國鐵道出版社,2000.

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