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浅析天井施工中的深孔爆破法1 工程概况目前，西石门铁矿天井施工方法的施工沿用传统的普通法，采用普通法施工天井，每个循环都要搭拆板台，都要搬运设备和器材，拆安全棚，装备梯子间和溜碴间，因此速度慢、工效低、通风困难、木材等成本消耗大、工人劳动强度大、安全系数低。
深孔爆破法掘进天井的突出优点是工人不用进入天井井筒内作业，工作安全、速度快、成本低，宜适用于30m以下的溜井施工，西石门铁矿井下各采区的分段高度基本上都在6～12m之间，且井下五大采区每年合计都要掘进400～500多m的天（溜）井工程，加快天井的施工速度，对保证西石门铁矿的三级矿量平衡，实现“三个延长”，具有十分重要的意义，故研究推广采用深孔爆破技术掘进天井，无疑是西石门铁矿天井掘进的一种既安全，又经济，速度又快的最佳方法。
2 深孔爆破法掘进天井选用的设备及主要技术参数深孔爆破法掘进天井，就是先在天井下部掘出3～4m高的补偿空间，然后在天井上部硐室内用深孔钻机按照天井设计断面尺寸，沿天井全高自上而下或自下而上钻凿一组平行深孔，然后分段装药，分段爆破，形成所需断面和尺寸的天（溜井）。
采用此法掘进天井的关键是钻孔的垂直精度、孔的合理布置、爆破的技术参数及起爆的顺序要得当。
2.1 深孔施工的设备及主要参数QZJ-100B潜孔钻机，钻孔直径100mm；YGZ-90中孔钻机，钻孔直径60mm。
2.2 爆破参数及深孔布置设计断面及孔数：见图1，断面设计为2.5m，设计1个空孔、17个装药孔。
设计一次爆破分段高度：分段高度受到许多条件的限制，特别是与补偿空间大小有关，补偿空间利用上下两个分层的溜井联巷，补偿空间系数为0.7，分段高度可选取7～10m，溜井设计净高度为7.5m，可一次起爆。
设计装药及起爆方法：设计采用自下向上装药，上孔口采用木棒堵死，堵塞长度为0.3m；装药采用PQF-100型装药器进行装药，装药孔全长铺设导爆索，由3m 非电管连接导爆索，非电管分三个段（2、5、7段），起爆顺序为先掏槽眼，接着是辅助眼，最后是周边眼。
三孔爆破深孔切割天井施工工法三孔爆破深孔切割天井施工工法是一种深孔开挖的施工方法，主要用于地下空间工程的施工。
该工法具有施工周期短、效率高、施工质量可控等特点，适用于地铁、隧道、地下室等项目的开挖施工。
一、前言在地下空间工程的施工中，天井开挖是一个关键工序。
传统的天井开挖施工方法存在施工周期长、工程风险高等问题，因此需要一种高效、安全的施工工法来解决这些问题。
三孔爆破深孔切割天井施工工法就是应运而生的一种工法。
二、工法特点三孔爆破深孔切割天井施工工法主要有以下几个特点：1. 施工周期短：采用该工法可以大幅减少施工周期，提高工程进度。
2. 效率高：采用爆破及切割技术，能够实现高效率的天井开挖，减少人力消耗。
3. 施工质量可控：通过合理的施工工艺和质量控制措施，能够确保天井开挖的质量达到设计要求。
三、适应范围三孔爆破深孔切割天井施工工法适用于以下情况：1. 地下空间工程中需要开挖天井的项目，如地铁站、地下停车场等；2. 工期紧迫、需要高效率完成的工程项目；3. 需要确保天井开挖质量的工程项目。
四、工艺原理该工法的工艺原理是将天井划分为多个孔道，通过爆破及切割技术进行开挖。
首先确定好天井的尺寸和位置，然后进行钻孔作业。
钻孔分为三个孔道，分别为主孔、辅助孔和倒置孔。
主孔是用来放置爆破药物，辅助孔和倒置孔用来保证爆破效果和减少施工风险。
完成钻孔作业后，进行装药、装管，进行爆破作业。
爆破后，进行切割作业，将天井开挖完成。
五、施工工艺1. 进行工程测量和标志：确定天井的位置和尺寸，并进行标志。
2. 钻孔作业：按照设计要求进行钻孔作业，确保孔道的位置和尺寸准确。
3. 装药、装管：根据设计要求将爆破药物填充至孔道中，并进行固定。
4. 爆破作业：按照爆破方案进行爆破作业，确保安全和效果。
5. 切割作业：采用切割设备对爆破后的天井进行切割，确保开挖质量。
6.清理和修整：对天井进行清理和修整，确保施工质量。
六、劳动组织三孔爆破深孔切割天井施工工法需要配备合适的劳动力，包括钻孔工、爆破工、切割工和清理工等。
深孔爆破掘天井在冬瓜山铜矿的应用发表时间：2009-12-07T10:02:22.500Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年11月上旬刊供稿作者：苏卫宏[导读] 深孔分段爆破法掘进天井是一种行之有效的掘进天井新工艺，它能大大加快我矿采准工程的进度。
苏卫宏（安徽铜都铜业股份有限公司冬瓜山铜矿）摘要：针对目前普通法掘天井工效低，劳动强度大，粉尘浓度高，作业条件差，安全效果不好等缺点，故在冬瓜山进行深孔爆破掘天井的应用。
关键词：掏槽爆破参数装药结构爆破顺序堵塞 0 引言冬瓜山铜矿是一个日采、选矿能力13000t/d的亚洲最大的现代化地下开采铜矿山，目前矿山已进入大规模生产阶段，矿山采、掘工程量大，其中天井施工又是掘进工作中最困难的一环，过去采用普通法掘进存在工效低，劳动强度大，粉尘浓度高，作业条件差，安全效果不好等缺点与矿山坚持贯彻的“三高”“三少”“四新”新模式办矿很不相符，随着开采深度的不断增加，地压和地温对其影响更大，工作时的安全问题更为突出。
为了改变这一现状，根据矿山生产实际情况，并结合同类矿山深孔掘天井成功经验，选择了利用T-150C钻机，进行深孔爆破，提高掘天井工效的工作。
利用T-150C钻机进行深孔爆破掘天井在冬瓜山铜矿属首次，工程施工面临众多难题，为此我们确定选择-580m中段一废石斜溜井进行试点，因该废石井目前在生产使用，作业人员不得进入井内进行向上掘进斜溜井，故采用T-150C高气压环形潜孔钻机下向60度施工深孔，分2~3m一次爆破成井的方法进行爆破。
1 爆破工艺1.1 掏槽方式深孔天井爆破系一次钻孔，分段爆破成井。
因每次爆破后要求所有炮孔畅通，故掏槽应相当可靠。
目前国内深孔爆破成井以大空孔作为平行炮孔掏槽的自由面，作自由面的空孔以采用较大直径为宜。
本次共施工二个φ150空孔，孔深51.5m空孔方案；增大了空孔面积，改善了爆破条件，使装药槽孔允许偏差增大，提高了爆破的可靠性。
盲天井深孔爆破一次成井新工艺发布时间：2006-11-17盲天井深孔爆破一次成井新工艺完成时间：1976～1980年工程地点：湖南桃林铅锌矿完成单位：中南大学、湖南冶金研究所、湖南桃林铅锌矿项目主持人及参加人员：陈寿如等撰稿人：陈寿如、林大能1概况桃林铅锌矿采用有底柱水平中深孔阶段强制崩落采矿法，每个矿块有凿岩天井15～27个，工程量为250～450m，占矿块总采准工程量的15％左右。
凿岩天井多为垂直盲天井，均位于矿体之中。
矿体为角砾绢绿石英岩，矿岩互相交错，性质不均，晶洞、裂隙发育，f=7～9，松散系数为1.3～1.6。
天井设计高度为6～20m，大多数为10m左右，断面规格为2.5m×2.5m。
一直沿用普通法掘进，掘进速度慢，工效低，劳动强度大，木材消耗量大，粉尘浓度高，安全性差。
1977年湖南省冶金局下达了“盲天井深孔爆破一次成井”科研任务。
由桃林铅锌矿、湖南省冶金研究所、中南大学(原中南矿冶学院)三单位共同完成。
2一次成井掘进工艺盲天井深孔爆破一次成井，即在天井设计范围内，采用中深孔凿岩设备，一次钻好天井内全部平行炮孔，一次装药爆破成井达到设计要求。
2．1凿岩工艺2.1.1钻机采用YZ-90型外回转钻机。
实践表明，这种钻机结构合理，机械故障少，凿岩效率高，平均凿岩效率为33.8m／台班，平均纯凿岩速度205mm／min，比YG-80型钻机提高2倍以上，加之该钻机能满足掘进高度15～20m盲天井的要求，所以一直采用YZ-90型钻机。
2.1.2钻架钻孔质量是盲天井深孔爆破的关键。
为提高炮孔质量，减少辅助作业时间，提高爆破效果和成井速度，在试验中，对钻架进行了研制和改进。
开始利用雪橇式圆盘钻架，这种钻架虽然轻便，但稳定性差，需多次移位立架，炮孔偏斜较大，特别是打掏槽孔时，易于相互贯穿，造成炮孔报废，不能满足工艺要求。
行设计了LG-1型钻架，实现了一次立架，可钻完天井全部炮孔，炮孔质量有所改善。
•天井的掘进方法：普通法，吊罐法，爬罐法，深孔爆破法，钻进法
•一﹑普通法掘天井
• 1 普通法掘天井工序
•①漏斗口的掘进：根据漏斗口底板标高和天井中心线，以50度倾角向上掘进1-2茬炮，掘进至放下漏斗后能容纳一茬炮位置，架设漏斗口，放矿间，梯子间
•②凿岩工作台的架设
•③凿岩爆破工作：采用上向式凿岩机凿岩，浅孔凿岩方式，炮眼深度1.4-1.8米
•④通风方式：压入式通风
•⑤支护工作：排除有毒，污染空气后即可进行支护
•⑥出砟工作：利用底部架设的漏斗装车
2 普通法掘进天井的适用条件
①不适用与吊罐法及爬罐法掘进的短天井，盲天井
②软岩和节理发育的岩层中，需要随掘随支的天井
③倾角常常变化的沿脉探矿天井
④掘进溜井时，其下部有一段特殊形状的井筒
普通法掘天井的缺点：掘进速度慢，功效差，通风差，材料消耗大，工人劳动强度大，安全事故多。
•二吊罐法掘天井
折叠式吊罐
•①折叠吊罐的组成：折叠平台，伸缩支架，保护盖板，风动横撑，稳定钢丝绳，行走车轮
•②优点：结构简单，易于制造，体积小，重量轻，坚固耐用，搬运方便
缺点：乘员不能操纵升降及停留
③适用条件：断面在1.5m×1.8m---2m×2m
倾角大于85度。
深孔分段爆破掘进天井
发布时间：2010-03-05 14:36
完成时间：197l～1974年，1980～1982年
工程地点：湖南黄沙坪铅锌矿
完成单位：中南大学、湖南冶金研究所、湖南黄沙坪铅锌矿
项目主持人及参加人员：陈寿如等
撰稿人：陈寿如、林大能
1 基本情况
黄沙坪铅锌矿属中温热液裂隙充填交代矿床，围岩有灰岩、砂页岩、矽卡岩、花岗岩和石英斑岩，以灰岩为主。
主要矿物有铅矿、闪锌矿、黄铁矿和斑铜矿。
矿岩一般稳固，矿石ƒ=6～8，灰岩ƒ=6～12，花岗岩和矽卡岩ƒ=12～16，矿岩松散系数为1.4～1.6，矿石体重一般为3.4～3.98t/m3。
采用水平分层干式充填法为主的采矿方法，掘进工作量大。
其中，天井的工作量占总掘进工程量的1/3。
天井一般深度为15～36m，大部分在28m以上，有充填井、溜矿井、废石井、通风井和人行井。
端面为1.5m×1.5m，2m×2m及ф3.5m的圆井，倾角为65°～90°。
以前采用普通法掘进，存在工效低、劳动强度大、粉尘浓度高、作业条件差、木材消耗量大、安全性差等缺点。
为解决这一系列问题，湖南省冶金工业局下达了科研任务，试验组大胆提出了“深孔分段爆破掘进天井”的设想，并于1971年上半年开始试验，经过十余年的试验，表明对于倾角70°以上、高度在36m以内的普通天井来说，“深孔分段爆破掘进天井”的新工艺是成功的。
2 凿岩工艺
深孔分段爆破掘进天井，即在天井设计范围内，采用深孔凿岩设备一次钻完天井所有炮孔，然后分段爆破成井。
2.1 钻机
先采用YQ-100型、YQ-100A型及YQ-80型钻机。
进行上向凿岩，该方法有以下缺点：炮孔偏斜大，凿岩速度低，由于炮孔流水，电机容易受潮烧坏，因此改为下向凿岩，采用TYQ-80型钻机，大大提高了穿孔速
度。
2.2 钻架
改进和试制了TYQ型钻架，它主要由立柱、副立柱、大框架、小框架组成。
整个运动靠液压油缸操纵；以立柱为中心，除以0.5m为半径的死角外，能钻半径为1.8m任意位置的炮孔，实现了一次立钻钻完全部天井炮孔。
对提高炮孔质量、减少辅助作业时间和加快成井速度起了重要作用。
2.3 钻具的改进
(1)钻杆。
使用TYQ型钻架的同时，选用了ф6Omm的钻杆，它的直径与孔径之差由原来的50mm减到30mm左右，改善了排粉条件，提高了穿孔速度。
(2)开门钻头。
为消除或减少钻孔开门时炮孔偏斜，采用了фl70mm 的开门钻头，首先将岩石凿平，保证开孔时钻孔不移位，对提高炮孔质量起到了良好作用。
(3)钻头。
改用柱齿钻头，一方面，提高了钻头的使用寿命，在ƒ=12～16的花岗岩中：片状钻头寿命为16～20m，柱齿钻头为50～60m，在灰岩中，片状钻头寿命为36～50m，柱齿钻头为300m左右；另一方面，因提钻更换钻头次数大大减少而减少了辅助时间，使纯凿岩时间的比例由原来32％～35％提高到50％～55％；使台班效率由6～8m/台班提高到15～20m/台班。
同时省去了钻头修磨工序，减少了辅助作业人员。
此外，孔径变化均匀。
试验证明，采用柱齿钻头对保证炮孔质量、减少粉尘浓度、提高凿岩效率、降低凿岩成本是有利的。
(4)扩孔钻头和并联导向器。
天井爆破效果的好坏，取决于初始补偿空间和破碎角的大小，为扩大空孔面积，改进扩孔方式，设计和试制了并联导向器；同时采用了ф150mm的扩孔钻头与并联导向器相结合的扩孔方案。
实践表明，扩孔钻头和并联导向器的应用，对改善爆破条件、提高一次爆破分段高度具有重要意义。
2.4 钻孔工艺
开钻前根据设计要求检查硐室，测定好天井方位和倾角，给出中心点和孔位；打好吊环孔，然后安装钻机，并调整好钻机的方位和倾角，使之符合设计要求。
开孔时首先用ф170mm开门钻头，将孔口凿平，然后用ф130mm或ф150mm左右的开孔钻头开孔，开孔要慢速、减压、精心操作，当孔深钻到原岩深0.1～0.2m时，停止钻进，校核钻机的方位和倾角。
使之符合设计要求，并清除孔内积渣、埋设套管，换上ф90mm的
钻头进行凿岩，并在冲击器后接2～3根导向钻杆，以控制炮孔偏斜。
3 爆破工艺
3.1 掏槽方式
深孔天井爆破系一次钻孔，分段爆破成井，因每次爆破后要求所有的炮孔畅通，故掏槽应相当可靠。
1980年以前采用直径与装药孔相等的llOmm空孔。
从1980年开始试验扩孔，以ф170mm的大空孔作为平行炮孔掏槽的自由面，取得了一定效果。
1982年开始试验并联导向器套孔和先扩后套的联合扩孔方案，成功地使用双空孔和三空孔，即将ф90mm孔扩成ф150mm后，再利用并联导向器在孔旁钻一个ф130mm的空孔或者在ф90mm孔旁钻2个ф130mm的空孔方案；增大了空孔面积，改善了爆破条件，使装药槽孔允许偏差增大，提高了爆破的可靠性，在现场试验中均取得良好效果。
3.2 爆破参数的确定
3.2.1 孔径
根据使用的钻孔、钻具，装药孔径定为ф90mm，以ф90mm、ф130mm、ф150mm三种孔径组成不同形式的空孔。
3.2.2 孔距
第一响槽孔至大空孔(150mm)的距离L1，根据补偿空间大小和自由面宽度来确定，根据图l，导出计算公式：
图l 1号槽孔与大空孔间距的计算
将相关数值代人上式，并取初始补偿系数n=0.7，可算出L1=339.6mm，L1=348.6mm。
在试验中取350mm。
施工时按设计在天井中心打两个间距为350mm的槽孔，选择质优者扩孔，并根据孔偏情况采取远偏近套、近偏远套的办法，以调节抵抗线大小，尽量使n达到设计要求。
其余槽孔至空孔的距离，应在确保补偿空间和自由面宽度的前提下，尽量增大槽腔面积，要考虑孔偏影响。
第二响槽孔至孔间的距离，一般取L2=400～500mm，同样，第三响槽孔取L3=500～600mm，第四响槽孔取L4=550～650mm。
按不同天井规格，要求最终形成槽腔面积达到0.2～0.3m。
以上。
炮孔布置见图2。
图2 炮孔布置图(单位：mm)
3.2.3 初始补偿系数的确定
理论上，对松散系数为1.5的岩石，当补偿系数为O.5时，空孔或槽腔空间就能容纳槽孔崩落的岩渣，但应考虑孔偏、岩矿的黏结性和装药量，否则会使实际的槽腔面积减小、甚至形成再生岩，把槽腔堵死。
因此，应采用较大的补偿系数。
3.2.4 炸药单耗q
单位体积炸药消耗量与矿岩性质、天井断面、分段高度、药包直径及装药结构等因素有关。
通过现场试验，天井的单耗为8kg/m3左右。
每米炮孔装药量：槽孔采用间隔装药，药包ф70mm，ф480mm；按槽
孔距空孔远近和空孔面积大小，采用160mm、240mm、480mm三种装药长度。
间隔为200mm，槽孔每米装药量分别为1.65kg、2.05kg、2.67kg 。
周边孔采用连续柱状装药结构时，每米装药量为3.6～3.74kg。
3.3 一次爆破分段高度
实践表明，一次爆破分段高度主要与爆破条件有关。
当补偿系数为0.55～0.7，破碎角度大于30°时，分段高度可达5～7m。
当补偿系数小于0.5时，分段高度随之下降到2～4m。
3.4 装药结构及爆破顺序
3.4.1 炸药
采用自制的含5％TNI、的硝铵炸药，药包规格为70mm×480mm，药包重量1.8kg／个。
3.4.2 装药结构
槽孔采用间隔装药，根据抵抗线和自由面大小，每个药包间隔一个200mm的竹筒，并在装药全长敷设导爆索，周边孔采用连续柱状装药。
装药方式，除第一分段从下往上装药外，其余分段均由上往下装药。
起爆药包装在装药段上部1／3处。
3.4.3 起爆顺序
第一分段先放掏槽孔，第二分段掏槽孔与第一分段周边孔同时爆破，一般掏槽孔超前周边孔一个分段。
3.5 填塞
装药时下填塞高度以不超过该孔最小抵抗线为宜，试验中槽孔下填塞高度一般为0.3～0.4m，周边孔为0.4～0.5m。
上填塞高度为0.5m以上。
填塞材料为木楔、炮泥和碎岩渣。
3.6 起爆方法与网路
每个炮孔装2发导爆管雷管，用火雷管反向起爆导爆管，孔内各药包用导爆索连接。
毫秒延时间隔时问，考虑炮孔爆破后有充裕的排渣时间，掏槽孔取100ms以上，周边孔取200ms以上。
4 深孔分段掘进天井技术经济指标
通过试验新的机械设备及先进钻具，提高了钻孔速度，扩大了空孔自由面宽度和面积。
进一步完善凿岩爆破工艺，采用新的起爆器材和装药结构，使技术经济指标逐步提高，材料消耗成本降低。
实际掌子面工效为0.41m／(工·班)，实际台班工效为0.23m／(台·班)，5人台钻实际月成井速度为52.3m／月。
本工艺允许三班连续作业，因此月成井速
度与劳动组织有关，如合理安排劳动组织，按11人的小组计算，则月成井速度可达123.8m／月。
长期的应用表明，该方法具有以下优点：
(1) 掘进速度快，减轻劳动强度；
(2) 安全条件好，粉尘浓度低；
(3) 节约木材；
(4) 成井质量满足生产要求，进尺成本与普通法相近，经济效益好。
(摘自《中国典型爆破工程与技术》)。
