潘北矿风井冻结风化段钻眼爆破掘进技术.pdf

立井普通法施工 ·89· 潘北矿风井冻结风化段钻眼爆破掘进技术 雷成祥 (安徽淮南矿业集团潘北矿 淮南 232001) 摘 要：本文综述了冻土钻眼爆破的研究现状，结合潘北矿风井冻结风化段采用伞钻钻眼的爆破施 工，得出了只要采取合理的爆破参数，能够提高施工速度，并保证冻结管安全，且节省了表土段施工与基岩 段施工的转换工序。最后总结出冻结风化段钻眼爆破施工的技术经验。 关键词：冻结井筒；伞钻钻眼；爆破参数；施工经验 1前言 淮南矿业(集团)公司潘北矿井位于安徽省淮南市西北约30km，淮南市潘集区境内，设 计产量4Mt／a。潘北矿主、副、风井三个井筒均在同一工业广场内，其表土段均采用冻结法 施工。风井的井筒的净直径7．0in，风井穿过348ITI冲积层，37．1In风化带，井筒全深 703．2m。 冻结孔设计采用主冻结孔内侧增设防片加强孔的布置方式，主冻结孔为形成冻结壁的 核心，冻结孔其深度应穿过冲积层进入不透水的稳定岩层10m以上。内圈防片加强孔采用 梅花布孔方式达到两个目的：一是强化下部厚粘土层的冻结，提高冻结壁的稳定性；二是使 冻土早日扩展至井帮，实现早开挖及在开挖过程中不片帮。 2国内外冻土爆破的研究现状 井筒冻结段地层采用钻眼爆破法施工的主要问题有以下三个：①爆破对冻结管的危害 性；②如何提高冻土爆破效率；⑨钻眼。近些年来，随着冻土爆破技术的不断发展，上述问 题正逐步得以解决，井筒冻结地层爆破已不是原先《煤矿安全规程》中的禁区，国内外大量的 成功工程实例业已证实了井筒冻结段采用钻眼爆破的可行性。1986年版的“冻土层不得放 炮，如放炮必须制定安全技术措施报局总工程师批准”，至1992年版的“冻结段可以采用放 炮作业，制定安全技术措施由工程处总工程师批准即可”，2001年版、2005年版的“可以采 用放炮作业，制定安全技术措施”。《矿山井巷工程施工及验收规范》从GBJ3—64、GBJ 213—79到GBJ213—90对炮孔与井筒荒径和冻结管距离规定的减小和炮孔深度的增加， 冻结地层采用钻眼爆破法施工，应采用硝铵炸药、防冻安全炸药，炮孔距冻结管的距离不得 小于1．2 rn，基岩层中的炮孔深度不宜大予1．8in。全断 m，冲积层中炮孔深度不宜大于1．6 面爆破时，应采用段发雷管，光面爆破，周边炮孔装药的药卷长度不应超过孔深的1／2。 在工程实际当中，现场的工程技术人员也进行了不少试验研究工作，所取得的研究结果 也很有说服力。如邢台西风井在1981年利用井筒内的水文管模拟冻结管进行爆破试验，试 验之一是将炸药放置在钢管旁边，采用不同药量起爆。当药量达到0．9kg时才将钢管崩裂。 当药量少于0．9 kg时，钢管无崩裂现象，而管子有弯曲变形。试验之二是利用一根报废的测 ·90· 矿山建设工程新进展——2006全国矿山建设学术会议文集(上册) 温管进行类似的试验，发现只要装药量不超过0．46kg，测温管不会震裂。在1986年刘桥二 号井副井的冻结基岩段钻爆掘进进行的现场试验中，平均每茬炮装药量为93kg，最大为 120 kg，均未发生冻结管崩裂现象。后经声波检测，爆破引起的围岩松动范围一般为 0．6～1．0 m，最小距离也大于1．8 m，而该井筒冻结管距井帮的平均距离为2．6 m。英国 Asfordby矿井风井在冻结含水基岩中采用钻眼爆破方式，由于预计会对冻结管产生损害，故 在上部井壁硐室内对冻结管进行了震动监测，经多次放炮观测，均未测得冻结管有受损现 象。 因此可以说，在冻结井筒内采用钻眼爆破方式掘进是完全可行的，只要措施正确，爆破 参数得当，可以大大加快掘进速度。在冻结强度高的砂层和冻结基岩段，采用爆破方式掘进 效率提高尤为明显。有关规程规定一些限制性参数是可以讨论，予以修正的。试验研究和工 程实践都已证明了这一点。表1为国内部分井筒实行冻土爆破的实例。 表l 冻结井筒冻结段地层爆破掘进实例 井筒