摘要：金属矿山工程项目在不考虑矿山的地质条件和矿山施工工程的特点的情况下，而且施工掏槽的方式不一样，都会导致爆破效果不一样，从而严重影响矿山的经济效益，因此，在金属矿山施工中利用直眼掏槽是一种最为合理的施工方式。本文介绍了在坚硬岩石中使用直眼掏槽进行爆破，进而对如何选择更好的爆破参数，提出了合理化的建议，来不断地提高爆破效果的方法。
关键词：金属矿山；井巷工程项目；直眼掏槽
在金属矿山，有一种现象，很难钻孔爆炸和困难。根据矿井施工队所提供的的施工数据，平均每月硬岩层的岩石巷道的进尺只有60m至70m左右，尤其是岩石硬度大于10的岩层，炮眼使用率普遍低于百分之六十，这就会导致巷道出现坑或包，而且巷道拱形难以形成，这不仅会影响掘进巷道的速度，也为以后的生产造成了许多不安全因素。因此，怎样更好的解决在坚硬岩石中的爆破，如何提升爆破效率，从而改善金属矿山巷道工程质量，保证巷道拱形的形成仍是需要解决的主要问题在金属矿山巷道工程的爆破工作。
1工程概况
许多金属矿山的巷道被设计为三心拱断面，断面面积为5.2平方米。矿山的主要运输巷所在的地质年代是二叠纪，所在的组是童子岩组第一亚段，这对于掘进巷道带来了极大的困难，而且巷道中出露两条煤层，这两条每层分别是62#和63#，而且该段运输巷地质条件极其复杂，该巷道内有大量的地质构造；主要有断层和褶皱等地质构造，煤岩反转常伴有多条断层。煤层的形态变化很大。煤层顶部和底部岩性特征如下:62#煤层顶部为薄粉砂岩，为中薄层，水平层清晰，根层较厚。它像一个眼球和小肿瘤。黄铁矿结核形态和直接底板常含有薄而薄的粉砂岩煤层。间接底为一套厚石英砂粒砂岩，由多层细粉砂岩和粗粉砂岩组成，砂泥岩夹层间为条带状。63#煤层:顶板或间接顶板为细砂岩、细粉砂岩，厚度很小，为隐蔽的水平层理;底层为细粉砂岩，横跨1-2煤层线；间接底部的灰色中厚层状的石英砂岩层。
2直眼掏槽方式的及选择原则
2.1直眼掏槽方式
有各种的直眼掏槽方式，他们共同的特点是使用空眼和装药眼帮助自由面引爆，一次性扩张空间。引爆后首先扩大辅助孔爆破自由面形成后，创造更多有利于起装药眼爆破条件后，依次扩展掏槽。合理的槽眼方式有许多因素影响，空眼直径影响掏槽的效果，空眼的数量也影响其效果，而掏槽眼的布控是根据掘进巷道的地质条件所布置的，主要是巷道的岩石硬度。目前矿山最常见的掏槽方式有方形掏槽、菱形掏槽、六面棱形掏槽和螺旋掏槽。方形掏槽有单空眼五孔方形掏槽和双空眼六孔方形掏槽；菱形掏槽有双空眼六孔菱形掏槽、九孔相隔双空眼和七单空眼五孔菱形掏槽；其他还有三空眼三角柱掏槽。
2.2直眼掏槽方式的选定的原则
如何更好的选择掏槽方式，应遵守下面几点准则：（1）尽可能简单。掏槽方式过于复杂，也很难达到相应的爆破效果。例如，单空眼五孔方形掏槽，不要以为是最好的方法，其实爆破效果不高，但由于其简单，易于掌握，而且只使用了一段雷管，在现在矿山使用最为广泛。而螺旋掏槽方式，虽然理论上是先进的，其爆破效果很高，但现在螺旋掏槽非常难操作，不容易施工，而且用到的雷管数巨大，也会造成不安全的影响。而且现在国家对雷管管理严格，提供数量有限，很难实现整个部分一次爆破，在实际应用中使用很少。（2）每个孔掏出一个大面积，节省钻孔工作量和装药量。（3）第一段引爆孔占空孔的比例大，增加自由面的孔眼，并释放更大的空间，改善了爆破效果.（4）雷管爆轰段数较少，因为目前雷管产生的段数较少。
3掏槽眼爆破技术参数选择
3.1炮眼装药量
按国家有关规定，在掏槽爆破之后，掏槽应该完全被崩开，其中的岩石应完全被蹦碎。所以，掏槽所用的药量是比其他孔的药量多，在测试中，每个孔装药0.75千克。
3.2炮眼间距
降低爆破装药爆炸后，受破碎的岩石的影响，所以用于直眼掏槽，确保掏槽内岩完全爆破，掏槽眼应安排在岩石破裂带上，即a<w，槽间距a，最小抵抗线w。因此，40毫米的孔径装下32毫米的药卷，那么最小抵抗线与槽间距、最小抵抗线与炮眼孔径之间就形成以下公式：
。试验中，内掏槽孔间距和排距是40毫米，外掏槽孔间距是800毫米，而排距是200毫米。
3.3炮眼深度
在确定炮眼的深度时，不仅要了解潜孔钻机的能力，还要检查巷道断面是否符合要求，还要考虑到岩石的硬度，还要考虑到岩石爆破之后所产生的地震波。如果掘进巷道断面很小，岩石的硬度极高，那么在施工掏槽时就非常的不容易；装药量直径大，爆炸威力高，可以获得更好的沟槽效果。矿区巷道的断面一般是是5.5平方米。一般是使用普通的气腿凿岩机凿岩。根据矿山现场的实际操作，钻机在打孔的过程中，随着打孔的深入，钻杆会与巷道岩石进行摩擦，孔的深度越深，摩擦力就会越大，从而导致成本的增加。人力拉钻杆也很困难。在试验中，掏槽的深度控制在2.0米以内。
4金属矿山井巷工程项目施工中直眼掏槽施工应注意的问题
从钻孔施工方便的角度出发，金属矿山工程使用空眼直径与掏槽眼一样的方式，在采用桶形施工巷道时，应注意以下问题：（1）空眼布置在巷道中心较低位置，距巷道底板约为1.0米，深度比其他孔深15至20厘米，且与掏槽眼平行。（2）装药量是把握好的，采用柱状连续装药，每孔装药量大约为整孔的百分之70至百分之八十，用较少的药量会出现崩不开的情况，用较多的药会导致浪费炸药，并且这些炸药会凝固到一起，容易被一起引爆，这样就导致存在着危险。（3）为了更好的打孔，一般桶形掏槽钻孔的长对角线都是水平布置的，当沿岩层层理掘进时，钻孔的长对角线应该是垂直布置的，这样可以防止掏槽未被蹦下来，甚至蹦下的岩石较少，所导致堵死空眼的现象。根据直眼桶形掏槽空心眼布置的一般原则，结合金属矿山的施工特点和岩石的特点，自然条件下岩石的刚度系数f是在八至十，经过多次研究和实践，做出整套巷道爆破参数。
5金属矿山井巷工程项目中的直眼掏槽施工参数的确定及各眼的布置
5.1掏槽眼的布置和爆破参数
空心眼设置在巷道区域中心下方位置，四个切割眼围绕空心心呈菱形排列。如图1所示，空心眼比切割孔深15~20厘米。切割孔比辅助眼深10-20厘米。空心孔深度2.4米，切割深度2.2米。
图1 直眼桶形掏槽眼的布置
5.2周边形眼的布置和参数
最后一道工序就是施工周边眼。按要求周边眼距离巷道帮壁的最短距离是0.2米，而周边眼与周边眼之间的距离定为0.8米。周边眼的方向是要向巷道外倾斜的。采用上述爆破参数和掏槽法，巷道爆破长度在1.7米左右，爆破效果达到百分之九十左右，爆破效果更好。
5.3辅助眼的布置和参数
辅助眼是根据巷道断面的大小和切割周围布置的。这里只提到2x2.1的巷道断面。选择爆破辅助助眼器的选择值、切割孔的选择值和辅助助眼器的间距值。图表。
图2 直眼桶形掏擂掏爆破爆炮眼布置图
5.4天井施工参数
许多矿山都利用直眼桶形掏槽的爆破技术来掘进天井。一般天井的断面2.0x2.1平方米的，在对天井进行掘进时，应考虑到现场的地质条件，尤其是岩石硬度，在岩石硬度系数为8~10的地质自然条件下，当孔深1.8m时，爆破深度大于1.6m，爆破效率大于85%。当直接采用孔的切割爆破技术在院子里施工，如果采用常见的方法在院子里的开挖，应注意不要把剪洞的位置安全室，和切割孔应尽量远离安全室，以避免直接影响爆破的安全室，造成损害安全室，或者出现伤人的情况。经过许多矿山的不断试验，利用直眼桶形爆破技术掘进天井一直是不错的一种方法，所取得的爆破效果也很好，应该将这种爆破方式推行开来，这样会对矿山的发展产生意想不到的效果。
6结语
总而言之，利用直眼掏槽掘进巷道，尤其是对平巷和天井而言，如何采用不同的掏槽方法，如何采用不同的掏槽参数，去施工巷道，目前是对矿山而言有着不可估量的意义。直眼掏槽爆破技术是金属矿山巷道工程施工的可行技术，已经通过多家大型矿山实地试验研究确定。
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论文作者:黄剑
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/14
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