陈化南，李家树，赵青松，王 健
（辽宁成远爆破股份有限公司，辽宁 辽阳 111200）
摘 要：目前我国多数的地下金属矿山采矿爆破工作多采用风动装药器进行装药，此种装药方式存在诸多的安全问题和施工问题。利用井下混装乳化炸药车装药大大的改善了装药器装药带来的问题，并较好的改善了爆破效果。
关键词：地下金属矿山；混装乳化炸药；回采爆破
1 工程概况
辽阳顺锋钢铁有限公司棉花堡铁矿位于辽宁省辽阳市东北部，行政区划隶属于灯塔市柳河子镇棉花堡村管辖。矿区西距灯塔市27 km，西南距辽阳市37 km，西北距沈阳市38 km，东南距本溪市22 km。矿区交通方便，东距沈阳～丹东铁路线歪头山车站9 km，西距长春～大连铁路线灯塔车站27 km，本溪～灯塔省级公路通过本区。交通较方便，详见交通位置图。
矿区中心地理坐标为：东经：123°35′15″，北纬：41°26′51″。
图1 交通位置图
2 矿山矿床水文地质、工程地质、环境地质
矿区位于山峦起伏沟谷相切的丘陵区，矿区含水层可分为第四系砾石含水层[1]、基岩风化裂隙含水带及深部构造含水体。矿坑充水的主要因素为大气降水，第四系坡积层、矿体以及围岩均含水微弱，深部构造发育有限，无丰富的补给水源。
矿体的西侧岩石由石英云母片岩、变粒岩、石英岩、大理岩、云母石英岩及混合岩等组成。矿体东侧岩石为透闪阳起石英岩、石榴阳起云母石英岩、混合岩。矿区内纵、横断裂构造发育，其附近岩、矿石多破碎，稳固性较差，岩、矿石极易脱落。矿体及围岩整体上完整性较好，但局部存在构造裂隙发育段[2]。
矿区范围内地形地貌部分遭到开采破坏，局部对环境产生了影响，区内浅层第四系水亦受到一定的污染。根据中国地震动参数区划图，本区抗震设防烈度为VI级地震烈度带，设计地震峰值加速度为0.05 g。
3 爆破作业装药方法
矿山目前正在进行-105 m以上地下开采建设。
露天境界外-105 m以上地下开采采用无底柱分段崩落法，分段高度15 m，进路间距15 m，采用竖井和主斜坡道联合开拓，2018年投产，投产规模144万t/a，第2年达产200万t/a。
采用爆破方法崩落矿石，在试生产的阶段采用了BQF-100型风动装药器进行装药作业，在装药过程中发现风动装药器[3]存在以下问题：
图2 BQF-100风动装药器
（1）存在安全隐患。风动装药器的返粉[4]弥漫于巷道空气中问题；所装填成品炸药本身具有雷管感度问题；成品炸药运输、储存、发放多环节安全管理问题等等均为安全生产埋下了祸根。
（2）造成浪费和污染。据统计，风动装药器的返粉率可达30%，这一现象不但造成了炸药巨大浪费，而且会造成周围环境污染，为现场工人带来职业危害。
（3）劳动强度大，作业效率低。需要人工将炸药扛至工作面，装药速度低，一般在20 kg/min左右。
（4）影响爆破质量。掘进爆破[5]为不耦合装药，循环进尺炮孔利用率较低，通常为0.85-0.9。装药质量差，容易产生断药现象。
后经过到外地井下金属矿山考察，引进了井下专用混装乳化炸药车进行机械化装药，大大改善了风动装药器存在的不足，相比之下，混装乳化炸药车机械化装药有以下优点：
图3 井下混装乳化炸药车
（1）安全。现场混装炸药车不运输成品炸药，料仓内盛装的是炸药原料及半成品，这些原料及半成品在自动控制下按一定的比例在现场混制成炸药并装入炮孔。
（2）配方简单。该车所用原材料来源广、价格相对低廉。
（3）污染小。与风动装药器相比，对环境污染小，并且保证了工人的身体健康。
（4）计量准确。计量误差小于±2％。
（5）自动化程度高。炸药原料匹配供给，装药速度和单孔装药量都在计算机控制下自动进行。
（6）装药效率高。使用螺杆泵输出装药的每分钟可装填20—250 kg、使用螺旋输出装药的每分钟可装填200—450 kg。是装药器效率的数十倍。
（7）现场混装炸药车现制现装，无需炸药库，即节约了建库费用与保管费用，又无保管中的安全问题。
（8）爆破效果好。炸药各组分的比例实现了智能化控制，比例非常准确。实现了从孔底装药，炸药和炮孔耦合性好，提高了装药密度，并且在同一个炮孔内可装填不同密度、不同种类的炸药，使炸药能量得以充分发挥，降低了大块率，克服了根底，爆破效果令人满意。与常规的包装炸药相比可扩大孔网参数约20％—30％，减少炮孔量25％—30％。钻爆成本明显降低。
（9）现场混装炸药车[6]取代了炸药加工厂，该车只需要一个与之配套的地面站（固定与移动都可），地面站是炸药原料贮存与半成品加工的地方；地面站与炸药厂相比：占地面积小，建筑物简单，安全级别低，投资少。
（10）使用方便。不受时间、运输、库存量等因素的影响。
4 两种装药方式爆破效果及参数对照
表1 两种装药方式爆破参数
风动装药器爆破效果图：大块多，破碎不均匀。
图4 风动装药器爆破效果图
混装乳化炸药车爆破效果图：破碎块度好，爆堆堆积好
图5 混装乳化炸药车爆破效果图
5 结束语
在辽阳顺锋钢铁有限公司棉花堡铁矿地下采矿爆破作业中，经过两种装药方式的对比，无论是在劳动强度、炮孔利用率、经济效益、安全性能、爆破效果等方面，混装乳化炸药车机械装药都要优于风动装药器装药。随着我国经济的飞速发展，采矿业也在突飞猛进，混装乳化炸药车由于其技术的安全性和优越性，必将会在地下矿山开采中得到长足发展和广泛应用。
参考文献：
[1] 徐晓博.金凤煤矿副斜井过砾石含水层施工总结[J].科学技术创新,2018(29):17-18.
[2] 张洲,王生维,周敏.基于构造裂隙填图技术的煤储层裂隙发育特征预测与验证[J].天然气地球科学,2017,28(09):1356-1362.
[3] 陈贵林.风动装药器在深孔爆破中的应用[J].山东煤炭科技,2013(02):46-47.
[4] 钟裔禄,钟卫兵,黄锦坤.梅山铁矿回采爆破炸药返粉回收再利用方法[J].现代矿业,2018,34(06):98-101.
[5] 王胜利,刘犀斌,任海燕.现场混装乳化炸药在地下铁矿爆破中的应用[J].爆破器材,2018(06):49-52+58.
[6] 孙志永.现场混装炸药车在高海拔露天矿山的应用分析[J].世界有色金属,2018(10):192+194.