第九章 地下采矿爆破

装药量（kg） 5.3 9.1 14.3 15.0 15.0 15.0 14.3 9.1 5.3 102.4
10
图 9－8 扇形深孔爆破的炮孔布置示意图
第 3 节 现场混装乳化炸药技术
的堵塞长度为 l堵 =0.7W ，较长的堵塞长度为 l堵 =W ，长短间隔，边孔的堵塞长度
应取小值。
（6） 炸药单耗 k 。深孔爆破易出大块，故单耗可进一步分为一次单耗 k （崩
矿爆破的单耗）和二次单耗 k1（破碎大块的二次爆破单耗）。单耗主要取决于矿岩的
可爆性和炸药性能，可参照表 9—3 选取。
（7） 每排扇形孔的装药量 Q排 。按下式计算
根据下式计算：
W = D 0.785τΔ km1
（9—8）
上式与公式（6—8）相同，只是爆破条件不同，式中的某些系数有所改变：
式中：τ ──装药系数，取τ = 0.65 ~ 0.85；
m1 ──炮孔密集系数，对于扇形深孔，其孔底 m1
=
a1 W
=1.0~1.3。
（3） 孔距 a 。即同排各扇形孔的间距，如图 9—5 所示，可分为孔底距 a1（较 浅炮孔的孔底至相邻较深炮孔的垂直距离）和孔口距 a2 （堵塞较长的炮孔装药端面 至相邻孔的垂直距离）。设计中一般采用孔底距 a1 计算装量，以便保证在孔底不利
程潮铁矿
85~90 2.0~2.2 2.0~2.2
1.0
梅山铁矿
60
1.6
1.2~1.5 0.75~0.90
向山硫铁矿
100
2.8
2.2~2.5 0.78~0.90
大庙硫铁矿
57
1.5
2.5~1.8 1.0~1.2
镜铁山铁矿
51
1.4~1.5 1.8~2.0 1.20~1.34
符山铁矿
60
1.5
1.5~1.8 1.0~1.2
应取较小值。
（3） 炸药单耗 k 。可参考表 9—1 初选 k 值，然后根据矿山具体条件合理确 定 k 值，如果矿体薄、炮孔深， k 值应适当加大。
地下采场浅孔爆破的炸药单耗
表 9—1
岩石坚固性系数 f 0.8~2 3~4 5
6
8 10 12 14 16 20
炸药单耗 k （kg/m3） 0.4 0.43 0.46 0.50 0.53 0.56 0.60 0.64 0.67 0.70
根据矿床赋存条件和采矿方法要求，扇形深孔分为垂直扇形深孔和水平孔扇形 深孔。
矿山常采用垂直扇形深孔爆破，在同一凿岩巷道的垂直扇形深孔一般按多排布 置（见图 9—3）。
水平扇形深孔一般按多层布置，钻爆作业在凿岩天井（用于接杆式凿岩）或凿 岩硐室（用于潜孔式凿岩）中进行。凿岩硐室应错开布置，以免因上、下层硐室之 间的垂距过小而影响岩体稳定性和作业安全性。表 9－2 列出水平扇形深孔的布孔方 案及使用条件说明。某矿水平扇形深孔爆破的炮孔布置如图 9—4 所示。
不易控制矿体边
接杆和潜孔式凿 岩均可
易控制矿体边 界；工作面多
掘进工作量大
接杆和潜孔凿 岩，应用较广
易控制矿体边 界；工作面多
掘进工作量大
潜孔凿岩
掘进工作量少
单孔过长，大块 率高
潜孔凿岩
掘进工作量少
难控制矿体边 界；总孔深大
接杆式凿岩，矿 体稳固
单孔浅；工作面 多；大块率低
掘进工作量大； 不易控制矿体边 界；
（4） 最小抵抗线W ： W = (0.25 ~ 30)d
（9—1）
（5） 孔距 a ：
a = (1.0 ~ 1.5)W
（9—2）
（6） 排距 b ：
b ≈W
（9—3）
（7） 堵塞长度 l堵 ：
（8） 装药量 ① 单孔药量
l堵 = 0.5W
（9—4）
对于第一排
Q1 = kWaL
（9—5）
对于后排
Q2 = kbaL
的条件下也能获得好的爆破效果。
a1 = m1W （4） 排距 b 。即扇形孔排面之间的距离，一般采用微差爆破，取 b ≈ W 。
5
图 9—5 扇形深孔的孔口距和孔底距
（5） 堵塞长度 l堵 。合理的堵塞长度应避免因孔口部位装药过多而产生过量
的粉矿。为了使扇形孔的孔口部位装药量尽可能均匀，各孔堵塞长度不一致：较短
倒台阶式爆破，作业人员站在爆堆上钻水平孔并进行爆破施工。爆破参数见表 9－5。
爆破 方法
浅孔 爆破 深孔 爆破
孔径 (mm)
40
56
孔数 (个)
27
9
南京石膏矿矿采矿爆破参数
孔深 (m)
孔距 (m)
排距 抵抗线
(m)
(m)
2.6 1.5～1.8 1.2
1.2
1.6/1.8 1.6/1.8
装药 系数 (%)
（9—6）
② 一次爆破药量 Q总 (设矿体长为 L 、宽为 B )： Q总 = kV = kBLl （9—7）
第 2 节 地下采场深孔爆破
一、地下采场深孔布置形式
2
地下采矿深孔爆破的炮孔布置形式主要有平行深孔和扇形深孔，如图 9—2 和图 9—3 所示。虽然扇形深孔在布孔平面呈折扇形的放射状，孔口间距小而孔底间距大， 大块率较高，炮孔利用率较低，但凿岩巷道的掘进工作量小、炮孔布置较灵活，凿 岩设备移动次数少，所以广泛采用。
第 1 节 地下采场浅孔爆破
一、炮孔排列
地下采场浅孔爆破主要用于较薄的矿体开采，一般采用气腿式凿岩机钻上向孔 或水平孔，进行反台阶爆破（图 9—1）；炮孔布置有方形、矩形和梅花形三种，梅 花形布孔应用较多，矩形布孔适用于矿石坚硬、矿体和围岩不易分离，或接触面不 明显且采幅较宽的矿体爆破。
图 9—1 炮孔排列方向
图 9—2 平行深孔
图 9—3 扇形深孔
3
图 9—4 某铜矿水平扇形深孔爆破的炮孔布置 1—人行天井；2—凿岩天井；3—凿岩硐室；4—水平扇形深孔；5—联络道
凿岩天井 或硐室位置 下盘中央
对角 对角 一角 矿房中央 中央两侧
水平扇形深孔布孔方案及使用条件
炮孔布置图例
优点
缺点
表 9－2 应用条件
凿岩天井或硐室 掘进工作量少； 总孔深少
一次单耗 （kg/t）
0.42 0.5~0.6
0.24 0.4~0.5 0.4~0.5 0.485
0.3 0.25 0.17 0.32 0.31~0.34 0.42
表 9－4 二次单耗 （kg/t）
0.199 0.387
0.06~0.08 0.06
0.6~0.8 0.167 0.02
0.02 0.254 0.08~0.12 0.06~0.1
8
装药结构等弥补措施。 （3） 装药与堵塞。地下深孔爆破的人工装药比较困难，可以采用装药器装药，
起爆药包必须在装药器装药结束后，再由人工装入炮孔。为了保证堵塞质量，炮泥 中粘土和粗砂的质量比例为 1：3，加水量不超过 20 %。
（4） 起爆。为了防止杂散电流的干扰，地下深孔爆破常采用非电导爆管网路 起爆系统进行微差起爆。
现象，切割或拉底空间不应小于爆破矿体体积的 12 %。国内部分地下矿山深孔爆破
参数见表 9－4。
矿山名称 桃林铅锌矿
国内部分地下矿山深孔爆破参数
孔径
抵抗线 孔底距
炮孔邻
（mm） （m） （m）
近系数
65
1.3
1.5~1.8 1.15~1.36
大厂锡矿
38~40
1.5
1.4~1.7 0.90~1.14
孔底距 (m)
85
崩矿 步距 (m)
65 1.5～1.8 3.2/3.6
表 9－5 装药 密度 (Kg/m)
2.55
（2） 深孔爆破。在拉底空间凿垂直上向扇形深孔，每排 9 个孔，深孔布置如
图 9－8 所示。采用微差爆破，非电导爆管雷管起爆，每次爆破 2 排，第一排用瞬发
雷管，第二排用第 3 段雷管。采用装药器装药，当装药接近孔口时再装入雷管。爆
接杆式凿岩，矿 体稳固
二、地下采场深孔爆破参数
（ 1 ） 孔 径 D 。 采 用 接 杆 式 凿 岩 ， D = 55 ~ 70 mm ； 潜 孔 式 凿 岩 ，
4
D = 90 ~ 100mm。 （2） 最小抵抗线W 。扇形深孔的最小抵抗线W 是指炮孔排面到自由面的距
离。
根据孔径选取：W = (20 ~ 40)D 。硬岩取小值，软岩取大值。
9
图 9－7 南京石膏矿深孔房柱法采场布置 1－主运输巷道；2－人行通风井；3－穿脉运输平巷；
4－溜矿井；5－采区矿房联络巷；6－拉底空间； 7－回风巷；8－切割槽；9－矿房扇形深孔； 10－斜面收口深孔。
2． 爆破方法与爆破参数
（1） 浅孔爆破。浅孔爆破分为拉底、一次回采、二次回采三步进行，水平孔
破参数见表 9－5，每排扇形深孔的倾角、孔深和装药量见表 9－6。
扇形深孔倾角、深度及装药量
表 9－6
孔号
12
3
4
5
6
7
8ห้องสมุดไป่ตู้
9
合计
倾角（º）
47 59 68
79
90
79
68 59 47
孔深（m）
3.3 5.5 8.6
9.0
9.0
9.0
8.6 5.5 3.3 61.8
装药长度（m） 2.1 3.6 5.6 5.9 5.9 5.9 5.6 3.6 2.1 40.2
二、爆破参数
（1） 孔径 d 。一般 d =38~42 mm，相应的药径为 32 mm；当开采稀有金属和
1
贵重金属薄矿脉时，为了控制采幅，降低损失率和贫化率，可采用 d =30 mm 的小