張海軍，何浩，鄭向黨

(金川集團有限公司，甘肅金昌市737100)

藥壺爆破在疏通充填回風井堵塞中的應用*

張海軍，何浩，鄭向黨

(金川集團有限公司，甘肅金昌市737100)

針對充填采礦法預留充填回風井時，充填砂漿進入預留系統(tǒng)，造成采場充填回風井堵塞，嚴重影響充填作業(yè)、采場通風及生產(chǎn)組織的現(xiàn)象，金川二礦區(qū)對此進行了藥壺爆破疏通的試驗研究。試驗研究表明，藥壺爆破具有爆破效率高、操作簡單、安全可靠等優(yōu)點，對疏通充填回風井堵塞發(fā)揮了非常好的作用，對我國充填采礦法礦山的充填回風井疏通具有一定的借鑒意義。

藥壺爆破;擴壺;充填回風井;堵塞疏通

藥壺爆破，是利用少量裝藥，逐次爆破，將炮孔底部或某一部位擴大成葫蘆形藥室，再利用這種藥室進行裝藥爆破的方法。其裝藥形式近似為一個集中藥包，能夠增加一次爆破方量，提高爆破效率［1～3］。

金川鎳礦是我國最大的鎳礦資源生產(chǎn)基地，年產(chǎn)礦石突破760萬t/a，其采用膠結充填采礦法［4～6］，采取充填回風井預留的方式來實現(xiàn)采場充填系統(tǒng)銜接，以確保正常生產(chǎn)組織和安全作業(yè)。然而，采場預留充填回風井充填時，常出現(xiàn)充填砂漿進入預留系統(tǒng)，造成預留充填回風井被灌入充填砂漿而堵塞，嚴重影響充填作業(yè)、采場回風及生產(chǎn)組織。為解決生產(chǎn)中出現(xiàn)的該問題，金川二礦區(qū)應用對藥壺爆破的擴壺工藝和爆破參數(shù)進行了試驗研究。試驗研究表明，藥壺爆破具有爆破效率高、操作簡單、安全可靠等優(yōu)點，對疏通充填回風井堵塞發(fā)揮了非常好的作用，對充填采礦法礦山的充填回風井疏通具有一定的借鑒意義。

1 工程概況

金川二礦區(qū)采用機械化盤區(qū)下向分層水平進路膠結充填采礦方法開采［4～6］。中段高100m，分段高20m，分層高4m，沿礦體走向或垂直礦體走向布置進路，盤區(qū)上、下分層進路交錯布置，進路斷面規(guī)格為寬×高=5m×4m［7］。采用鑿巖臺車進行鑿巖，非電雷管起爆，乳化炸藥爆破。通過預留充填回風井的方式以實現(xiàn)采場充填系統(tǒng)銜接，然而，充填時因工藝特點及操作原因，常出現(xiàn)預留充填回風井被充堵的現(xiàn)象，造成下分層采場污風不能及時稀釋排出，導致盤區(qū)通風差、溫度高、濕度大、能見度低、視線差，安全問題突出，充填體養(yǎng)護期長，不能在預定時間內(nèi)風干，達不到充填體強度要求，降低了人員和設備的作業(yè)安全性。同時，造成現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境差，勞動強度高、生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)受到嚴重影響。為解決此問題，本著安全、高效、合理、適用的原則，決定采用藥壺爆破技術，進行擴壺爆破，開創(chuàng)了藥壺爆破疏通充填回風井堵塞的先例，取得了良好的技術效果和經(jīng)濟效益。

2 藥壺爆破技術應用［8～11］

2.1 藥壺爆破技術及參數(shù)

2.1.1 預留柱狀炮孔

根據(jù)藥壺爆破理論，嚴格按照《機采盤區(qū)進路充填鋼筋鋪設設計圖》及《預留充填鐵盒子設計圖》進行充填準備施工、預留充填回風井(采用δ=6mm鋼板加工的Φ2m鐵盒子進行連接預留)，并在鐵盒子預留過程中事先在其中央位置固定放置Φ63 mm、5～8m長的PE塑料管，且將塑料管另一端用水泥卷堵塞400mm，用于阻止充填時砂漿進入塑料管內(nèi)，以便形成塑料柱狀炮孔，實施藥壺爆破，見圖1。

圖1 藥壺爆破疏通充填回風井堵塞

2.1.2 藥壺爆破的藥量計算［8］

藥壺爆破的藥量按式(1)計算:

式中:Q——每一個藥壺的爆破裝藥量，kg;

e——與炸藥性質有關的換算系數(shù);

q1——藥壺爆破法的單位耗藥量，kg/m3;

w——藥包的最小抵抗線距，m。

結合預留充填回風井堵塞充填體的條件及采場生產(chǎn)實際情況，藥壺最大裝藥量Q=10～15kg。

2.1.3 擴壺爆破

雖然堵塞20～30cm砂土可以提高每次擴壺的效果［9］，但因孔徑小、相對較深，若堵塞，擴壺爆破時堵塞沙石不易沖出，占據(jù)藥壺體積，而且擴壺效果不易掌握，堵塞量亦難以估算，根據(jù)現(xiàn)實爆破作業(yè)情況來看，擴壺作業(yè)時一般不堵塞為好。根據(jù)充填回風井堵塞實際情況，一般擴壺1～2次即可完成，在預留的塑料管底部進行裝藥擴壺爆破，第1次裝藥0.3kg、第2次裝藥0.6kg即可完成擴壺，爆破后形成直徑約300～400mm的空腔，既藥壺。(若2次爆破不能滿足擴壺要求可進行第3次擴壺，裝藥量按照1∶2∶3的比例確定)。

2.1.4 裝藥結構

在擴壺成功后，再在藥壺內(nèi)裝10～15kg乳化炸藥，即可進行藥壺爆破。爆破中以藥壺藥包為主藥包即集中藥包，在塑料管內(nèi)裝藥0.5m長作為輔助藥包，以改善破碎效果。塑料管內(nèi)的藥卷用裝藥炮棍壓碎壓緊，以防止管道效應而熄爆，非電雷管裝于孔底部的藥壺內(nèi)，采用導爆管起爆。

2.2 安全注意事項［8，10，11］

擴壺結束后，不能立即進行裝藥爆破，等藥壺溫度低于35°C后方可裝藥起爆，一般等30min左右即可。為了保證藥壺藥包準確安全起爆，每次爆破連線采用雙發(fā)毫秒非電管雷管。此外，做好充填回風井上下端藥壺疏通爆破區(qū)域警戒工作。如果擴壺后，空腔有水，可考慮適當增加裝藥量。

2.3 效益分析

采用藥壺爆破后，疏通預留充填回風井的費用明顯降低，如果按照預留一條充填回風井堵塞5m，采用傳統(tǒng)普通爆破疏通技術，在Φ2m充填回風井內(nèi)鑿巖呈梅花型布置炮孔9個，一次崩落0.5m計算，共計可節(jié)約成本4705.32元。

金川集團有限公司二礦區(qū)現(xiàn)有22個盤區(qū)回采作業(yè)，盤區(qū)預留充填回風井約150條，如果能應藥壺爆破疏通充填回風井的堵塞，成本節(jié)約則相當可觀。此外，為金川集團公司內(nèi)部其他礦山乃至我國充填采礦法礦山預留充填回風井堵塞的疏通提供了有效、合理、經(jīng)濟的解決方法。

2.4 藥壺爆破疏通的優(yōu)點及效果

藥壺爆破疏通技術較傳統(tǒng)普通爆破疏通技術，能夠很好地解決作業(yè)現(xiàn)場炮煙大、油煙突出、溫度高，不能形成貫風流，及員工勞動強度大、作業(yè)條件差、疏通效率低、作業(yè)循環(huán)次數(shù)多，疏通時間長，作業(yè)安全等問題。

(1)作業(yè)人員無需進入預留充填回風井充填堵塞物正下方檢撬作業(yè)，對杜絕安全事故的發(fā)生起到了積極的作用。

(2)投入勞動力少、疏通時間短、降低了勞動強度，避免了窩工窩時的現(xiàn)象，使污風及時稀釋排出，減少作業(yè)環(huán)境污染的現(xiàn)象，有效地提高了勞動效率、降低了疏通充填回風井的成本費用。

(3)為采場預留充填回風井堵塞疏通找到了新的、有效的疏通方法及解決途徑。

(4)生產(chǎn)實踐表明，約壺爆破疏通技術操作簡單、安全可靠、成本低，經(jīng)濟效果好，社會效益明顯。

3 結語

藥壺爆破在疏通充填回風井堵塞過程中發(fā)揮了極其重要的作用，技術成熟，該方法的成功應用克服了傳統(tǒng)普通爆破疏通存在的諸多問題及困難，具有爆破效率高、操作簡單、安全可靠等優(yōu)點，對疏通充填回風井堵塞發(fā)揮了很好的作用，對我國充填采礦法礦山的充填回風井疏通具有一定的借鑒意義。

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甘肅金川集團有限公司二礦區(qū)自主科技攻關項目(2010－03－02).

2011－04－22)

張海軍(1982－)，男，湖南麻陽人，工程師，從事礦山高效采礦技術管理與研究，Email:ekqzhj@jnmc.com。