高角度裂隙巖層爆破技術

牟小東

河北中煤四處礦山工程有限公司 河北邢臺 054000

1 概況

河北中煤四處礦山工程有限公司陳臺溝項目部承建的鞍山五礦陳臺溝鐵礦探礦井1（措施井）井筒掘砌工程屬能源技術領域，井筒設計深度1182m，直徑5.5m。

井筒施工至-441.2m位置時，進入碳質千枚巖，該巖層節理裂隙發育，巖層傾角在75～80°之間，該段巖層是具有干枚狀構造的低級變質巖石,經區域低溫動力變質作用或區域動力熱流變質作用形成。顯微變晶片理發育面上呈絹絲光澤。主要礦物成分由粒度細小的絹云母、石英、碳質成分及少量長石組成，絹云母細小鱗片狀，片徑＜0.1mm，含量45%；石英他形粒狀，粒度＜0.1mm，含量4%；碳質成分含量10%左右；長石及其他礦物約5%。

按照施工組織設計的爆破圖表進行打眼、裝藥、連線、響炮，炮進尺只有2.2m左右，嚴重制約施工進度。陳臺溝項目部施工的措施井工程為五礦集團至鞍山市重點工程，該項目的進度備受矚目。因此，如何提高炮進尺、保證工期成為項目部面臨的重大課題[1]。

2 采用方案

2.1 原爆破施工數據

措施井爆破施工采用圓形直眼掏槽爆破，半秒延期導爆管雷管，40mm防水乳化炸藥。起爆共分五段，其中第一段為掏槽眼，第二、三、四段為輔助眼，第五段為周邊眼。第一段打眼半徑為0.9m，孔深4.7m，共14孔，每孔裝藥8卷，雷管1發；第二段打眼半徑為1.3m，孔深4.5m，共19孔，每孔裝藥7卷，雷管1發；第三段打眼半徑為1.8m，孔深4.5m，共30孔，每孔裝藥7卷，雷管1發；第四段打眼半徑為2.2m，孔深4.5m，共36孔，每孔裝藥7卷，雷管1發；第五段打眼半徑為2.75m，孔深4.5m，微傾斜，共57孔，每孔裝藥4卷，雷管1發。共計打孔156孔，消耗雷管156發，使用18發雷管用作起爆雷管。

2.2 改進方法

（1）將圓形直眼掏槽改為雙層楔形掏槽；使炸藥爆炸時形成更大的威力把巖石爆破成拋擲漏斗，形成自由面。

（2）導爆管使用跳段處理，增加延長掏槽自由面的形成時間，使后續爆破有更佳的爆破環境。即兩圈掏槽眼分別使用1段和3段，第一圈輔助眼使用5段，第二圈輔助眼使用6段，第三圈輔助眼使用7段，周邊眼使用8段。

（3）在原炮泥封堵的基礎上，使用水封堵巖石周圍裂隙及炮眼口的空隙，防止沖擊波從裂隙泄氣，以更好的增加爆破威力，提高炮進尺。

2.3 改進后的爆破施工數據

采用雙層楔形掏槽爆破，半秒延期導爆管雷管，40mm防水乳化炸藥。起爆共分六段，其中第一、第二段為掏槽眼，第三、四、五段為輔助眼，第六段為周邊眼。第一段打眼半徑為0.7m，孔深2m，共8孔，微傾斜，每孔裝藥4卷，雷管1發；第二段打眼半徑為0.9m，孔深4.5m，共14孔，微傾斜，每孔裝藥8卷，雷管1發；第三段打眼半徑為1.3m，孔深4.5m，共14孔，每孔裝藥7卷，雷管1發；第四段打眼半徑為1.8m，孔深4.5m，共16孔，每孔裝藥7卷，雷管1發；第五段打眼半徑為2.2m，孔深4.5m，共20孔，每孔裝藥7卷，雷管1發；第六段打眼半徑為2.75m，孔深4.5m，微傾斜，共35孔，每孔裝藥4卷，雷管1發。共計打孔107孔，消耗雷管107發，使用125發雷管用作起爆雷管。

示意圖

通過技術改進，炮進尺由原來2.2m左右提高到4m，最高可達4.5m。按照原爆破方案施工月進尺僅為50-60m,技術創新后，新的爆破方案將月進尺提高至102-110m，生產效率提高183%-200%。月工作量由原先140萬左右，提高至260萬左右；火工品、釬桿、鉆頭等主材消耗量每月降低5萬元[2]。

3 體會和經驗

（1）打眼前，必須將工作面活矸、積水清理干凈，可以有效減少炮眼被活矸封堵，確保爆破效果。

（2）根據巖性的變化，及時調整周邊眼裝藥量利于井巷成型質量。

（3）施工中成立打眼專業化班組，積極推行定機、定眼、定片作業模式，是快速施工的有效保證。

4 結語

針對高角度裂隙巖層，增加掏槽眼爆破威力、延長自由面形成時間、減少沖擊力泄氣，是提高炮進尺的關鍵環節，本文章為礦井建設施工以后遇到類似巖層，提供了有效的施工方法。