掘进钻车凿岩配合数码电子雷管爆破技术在凡口铅锌矿的应用
１ 基础概况
１．１ 掘进钻车参数
目前，凡口铅锌矿主要采用ＢｏｏｍｅｒＫ１１１型掘进钻车，其主要参数为：整车长（含凿岩设备）１１１６０ｍｍ，宽１９８０ｍｍ，高２１４５ｍｍ，总重９７００ｋｇ，行驶速度１０ｋｍ／ｈ。配备ＢＭＨＴ２０００系列伸缩推进梁，辅助ＣＯＰ１６３８ＨＤ型凿岩机，配备４３００ｍｍ钎杆，凿岩速度：２ｍｉｎ／单孔（４.３ｍ）。
１．２ 掘进断面规格
凿岩台车掘进断面尺寸规格为：宽３.４ｍ，高３.２ｍ，面积Ｓ＝１０.１５ｍ²，墙高２.１ｍ，拱高１.１ｍ，采用⅓三星拱布置，如图１所示。
１．３ 火工品详情
凡口铅锌矿使用的是江西国泰集团股份有限公司生产的数码电子雷管。具体参数如下：管壳长度：８７ｍｍ，外径：６.９８ｍｍ±０.０２，内径：６.３７ｍｍ±０.０４，装药高度：２４.２５±１.２５ｍｍ，脚线长度：４.０ｍ，总延期８０００ｍｓ，采用０.５２ｍｍ直径跳线≤０.０９Ω以下米阻铜芯双绞线连接。雷管抗拉性能：产品在１９.６Ｎ静拉力条件下，持续１ｍｉｎ，电子雷管密封塞和脚线不发生目视可辨的损坏和移动，电子雷管能正常起爆。爆破使用炸药为２＃岩石乳化炸药，单箱净重２４ｋｇ，含８０条药卷。单条药卷长２７０ｍｍ，直径３５ｍｍ，净重３００ｇ。
２ 掘进爆破设计与施工
２．１ 孔网参数选择
首先布置装药孔１号，孔布置在巷道中间偏下位置，而后布置６个周边空孔Ｋ１～Ｋ６号，６个空孔构成圆形，装药孔距两空孔的垂直距离为２５ｃｍ，两空孔孔距约２５ｃｍ。后按菱形对角４个孔一组方式布置辅助孔２～２２号，最后在布置周边孔２３～３８号，如图２所示。２～５号孔距１号孔的距离为５０ｃｍ，６～９号孔距１号孔的距离为７０ｃｍ，１０～１３号孔距１号孔孔距１０５ｃｍ，１４～１７号孔距１号孔孔距１１５ｃｍ，１８～２２号孔距１号孔孔距１７０ｃｍ，２３～３８号孔距巷道壁５～１０ｃｍ布置，如图３所示。空孔Ｋ１～Ｋ６号不装药，孔径６４ｍｍ，１～３８号孔为装药孔，孔径４３ｍｍ。
２．２ 炮孔施工
采用ＢｏｏｍｅｒＫ１１１型掘进钻车施工打孔。作业打孔施工时，先施工１号装药孔，待１号炮孔施工到位后以该孔为定位孔，方便施工周边的空孔（Ｋ１～Ｋ６号孔）。空孔施工到位后，再根据设计要求先施工周边孔（２３～３８号孔），后施工辅助装药孔（２～２２号孔）。��工过程中，先用４３ｍｍ钻头施工中间区域装药孔及空孔，保证质量后，再用５１ｍｍ、６４ｍｍ钻头依次扩中间区域的空孔。施工过程中要保证炮孔的施工质量，确保炮孔的偏斜率在１％的范围内，避免穿孔，若有误差则及时校准位置。上述施工中炮孔参数如表１所示。
２．３ 装药参数
爆破采用２＃岩石乳化炸药装药，合计使用炸药１３２ｋｇ；雷管采用数码电子雷管，合计使用雷管５８发。Ｋ１～Ｋ６为空孔，不装药，为爆破提供自由面和补偿空间；１号孔为主要爆破拉槽孔，装药尽量装满，同时孔内装双发雷管确保爆破稳定性；２～５号孔为爆破拉槽孔，装药比辅助孔多装２条药卷；３４～３８号孔为底板孔，装药比辅助孔装药多１条药卷，同时底板孔因存在水或孔壁质量差等问题，容易导致孔内断药，为确保爆破效果，一般采用双发雷管分布在孔底和孔中位置；２３、２６、２９～３３号孔为光面孔，是决定爆破后巷道窿型是否平整、松石量多少的关键孔位，采用不连续装药，即孔底装３～４条药卷和１发雷管、孔中装２～３条药卷和１发雷管、孔口装１条药卷和１发雷管，中间间隔位置采用０.８ｍ长炮竹间隔；其余孔均按单发雷管配合１２条药卷进行装药，装药参数为１.１ｋｇ／ｍ，最大段药量１４.４ｋｇ（延期时间４４５０ｍｓ），炮孔装药完毕后用炮泥堵塞好。上述炮孔装药参数如表２所示。
２．４ 雷管延期段位
数码电子雷管与传统导爆管雷管不同，其内芯片容易受爆破振动影响损坏，要控制单段爆破，故掏槽孔、辅助孔布置为单孔单段、周边孔根据工程实际需要可布置多孔单段。掏槽区是整个掘进爆破的重点，雷管段位延期时间太短容易造成掏槽区爆破后效果差，无法为后续孔爆破提供足够自由面，进而出现爆破进尺不理想等情况；延期时间太长容易造成雷管脚线将雷管带出孔内，进而出现炸药空爆或残孔较深等情况；周边孔是掘进巷道窿型是否整齐的关键，间隔时间如果大于掏槽孔、辅助孔的雷管段位容易造成雷管通过脚线被冲击波、飞石带出孔，进而导致存在盲残炮或爆破后窿型不理想情况。同时，为确保光面爆破效果，部分周边孔需考虑同段布置。辅助孔雷管布段介于掏槽孔、周边孔直接即可。
鉴于以上原因，凡口铅锌矿通过多次数码电子雷管段位试验及调整，确定最适合本矿山矿岩结构的数码电子雷管段位，如图４所示。爆破雷管共延期４９００ｍｓ，１～１７号孔采用逐孔起爆，即单孔单段，孔间延期时间２５０ｍｓ，１８～３８号孔根据实际工程需要进行同段，同时孔间延期时间缩小到１５０ｍｓ。雷管延期时间如表３所示。
２．５ 爆破效果
凡口铅锌矿采用的掘进钻车凿岩配合数码电子雷管爆破技术，爆破效果良好，具体体现在以下几方面：
破碎块度均匀：爆破后，矿岩呈现出较为均匀的破碎状态，块度大小合适，利于后续机械装岩及出矿作业。
窿型控制：爆破后巷道边界清晰、平整，不存在大量超挖、欠挖现象。同时，因边帮孔采用光面爆破，爆破后光面孔半边孔窿型清晰可见，两帮、顶板松石量显著减少，利于后期安全处理，降低了安全风险。
控制飞石及爆破震动：采用单孔单段、逐孔爆破、不连续装药等方式，有效的控制最大段药量（１４.４ｋｇ），进而减少爆破震动、缩短爆破飞石距离，避免对人员、设备和周围环境造成危害。
掘进进尺：采用上述方式爆破，单班爆破进尺可达４ｍ。
３ 掘进钻车掘进配合数码电子雷管爆破技术利与弊
相比传统风钻凿岩爆破施工方法，掘进钻车凿岩配合数码电子雷管爆破技术具有以下优点：
凿岩效率、掘进进尺高。相比传统风钻凿岩时间缩短一半、爆破进尺却成倍数增长，提高了采矿效率，加快了采场循环周转；
劳动强度低。相比传统风钻凿岩，采用掘进钻车施工劳动强度低、工序较为简单方便。
人工成本低。掘进钻车可单人作业，相比传统风钻凿岩双人作业减少１人，实现减员增效、控制井下作业人员等目标。
应用范围广泛。适用于采准、巷道、切割等施工及延伸工作，在经济效率的前提下，确保了生产安全与作业环境。
由于掘进钻车凿岩配合数码电子雷管爆破技术，是一项新技术以及其是利用掘进钻车打孔，因此，也存在以下缺点：
炮孔参数设计较为困难，需要严格掌握相关爆破数据后方可设计。
炮孔施工难度较大，在３.４ｍ（宽）＊３.２ｍ（高）内范围施工４４个炮孔，施工难度较大且容易穿孔。特别是拉槽区Ｋ１～Ｋ６＃空孔，需要多次扩孔施工，施工难度大，对操作工人技术要求高。
雷管段位布置较为困难，在狭小范围内布置２３个雷管段位，对作业人员布段水平要求高，如果一个段位布置错误容易导致整槽炮爆破效果不佳。
顶板、边帮光面孔装药要求严格，因采用间隔装药，中间需控制好间隔距离，太短容易导致爆破光面窿型不佳、太长容易造成不来炮。
４ 结语
本文以凡口铅锌矿掘进钻车凿岩，配合数码电子雷管爆破技术为例，给出了掘进钻车布孔的孔网参数、装药参数、炮孔施工以及数码电子雷管段位布置等工艺，取得了较好的爆破效果。
目前，凡口铅锌矿完成了“掘进钻车凿岩配合数码电子雷管爆破技术”施工工艺的技术创新，掘进钻车凿岩配合数码电子雷管爆破技术具备劳动强度低、安全性好、功效高等优点，能够改善采场相关作业人员的工作环境及设备安全。随着掘进钻车凿岩配合数码电子雷管爆破技术的日益成熟，凡口铅锌矿开始试验并推广该工艺在采场回采过程中的使用，并取得了良好的效果，可供类似工程参考。