1 工程概况

设计试验爆破区域位于某矿区1^﹟矿组390 m水平2号矿块。该区域矿体受两条北东向断层控制，矿体内又发育了一些北东向断层，以及平行且有一定距离的次生断层，使矿体发生不同层次的错位，因此矿体连续性差。矿体顶底板围岩受构造影响，岩石结构不稳固，岩石硬度系数f=8~14，矿石硬度系数f=14~18。由于断层纵横交错等地质条件复杂影响，致使回采巷道顶板出现不同程度的冒落。且该区域采矿已采到溜井附近，如果继续逐排爆破采矿，将可能造成大块矿岩落入溜井，造成堵井事故，影响生产。此外，受地压等其它因素影响，390 m水平联络巷用于支护的钢支架出现不同程度变形及破坏，为保证人员和设备的安全，矿山决定对该区域所剩矿量进行爆破崩落，崩落矿石随下分层出矿。

2 爆破设计

（1）爆破方案的选择。由于本区域采矿接近尾声，但所剩深孔排数仍较多，特别是2~2穿，还剩14排。如果采用两次或多次爆破崩落矿石，易造成堵孔、埋孔及巷道顶板围岩大面积冒落，增加下一次爆破的难度。同时工作人员出入爆破区，安全得不到保障。再者考虑爆后冲击波、地震波对相邻采场的回采巷道、设备及其它井巷构筑物的危害，并结合矿山现有爆破器材、爆破技术等因素，在保证3~2^﹟矿石溜井完全封闭的条件下，采用一次爆破（即孔外微差）崩落矿岩。

（2）为实现微差起爆，并达到联接简单且安全性好等要求，本次爆破采用孔外微差非电雷管与导爆索联合起爆网路，其爆破网路如图 1。

（3）爆破材料的选取。由于该矿多年来井下爆破所使用的炸药为粉状铵油炸药，粉状铵油炸药在实际使用过程中具有良好的爆力，对矿岩的破坏程度好，故本次爆破采用粉状铵油炸药。导火索采用山东省银光厂生产的普通岩石导爆索，其爆速为6500 ~7000 m/s，完全能满足井下爆破时正常传递爆轰的要求。非电延期雷管采用DH型，段别为1、2、3段，其长度先用18 m。火雷管长度为2.5 m。

（4）装药和材料消耗。装药采用BQF-100型装药器装药，装药结构为柱状连续耦合装药，导爆索与炸药同时装入孔内，并在孔口1.8~2.0 m处将同段位起爆索与导爆管、非电毫秒雷管连接，火雷管起爆。爆破材料消耗详见表 1、表 2。

3 爆破安全评估

深孔爆破时，产生强烈的空气冲击波和地震波，会引起地下坑道、线路、管道、支护和设备的破坏或损伤。因此，必须估算其危险的范围。

（1）爆破地震安全距离的计算^[1-3]。

式中：R为爆破安全距离，/m；U为地震最大允许速度，取U=20 cm/s；K、α为与地形、地质条件有关的系数和衰减指数。当坚硬岩石取K= 100、α=1.4;中等坚硬岩石，取K=200、α=1.8；Q为装药量，Q=qM，其中，q为装药系数，这里为每米炮孔平均装药量，通过实验测算，取q=2.0 kg/m；M为最大一段别的深孔米数；Q =qM=742.2×2=1484.4 kg（注：式中Q的选取为最大一段别的深孔装药量，即2段位）

则坚硬岩石安全距离

中等坚硬岩石安全距离

（2）爆破空气波的安全范围。根据《爆破基础理论与设计施工技术》 ^[3]规定可知：式中，K为与装药条件及爆破程度有关的系数，对矿山巷道，取K=2；Q为装药量（kg）；

根据计算可知，爆破地震安全距离：坚硬岩石R_max=36.01m；中等坚硬岩石R_max=40.995 m。

爆区附近主要构筑物为429 m回风巷，而回风巷距离爆破区的最小距离为45 m，所以爆破后产生地震波不会危害429 m回风巷。另外，由于分段微差爆破，前后段爆破产生的地震波及空气冲击波会有一部分相抵消，故在一定程度上减弱爆破地震波及爆破空气冲击波的危害，同时，本爆区联络巷与回风巷联通，也可起到卸压的作用，降低爆破空气冲击波的危害程度。

4 通风与安全

（1）通风。爆破前要提前开启矿井主扇，以保证爆破后炮烟按指定的路线排至地表，即炮烟经429 m回风巷经西风井排至地表，新鲜风流由429 m水平大巷经1^﹟回风巷进入爆区。

（2）安全措施。作业前要先严格检查巷道两帮及顶板有无浮石。作业现场必须有良好的照明，方可作业。装药完毕，各联接导线必须在专业技术人员检查合格后，确认正确，方可点燃导火索引爆炸药。

点燃导火索前，需先查看本爆区及其附近有无闲杂人员，同时在人行井口及各通道口设警戒，确认无人后方可点炮。爆破前，各设备要按指定地点避炮, 所有参与爆区人员在进入爆破区前必须登记，撤离爆破区时清点人数。所有进入爆区作业人员必须按指定路线撤离。爆破深孔排数多，炸药消耗量大，作业场所危险等，必须在严格的监督下，方可进行施工。

5 爆破效果

爆破一次点火成功，爆破后没有对周围井巷构筑物及采场产生破坏。根据390 m水平回收本次崩落矿量来看，矿石块度较为均匀，偶有大块出现，但不影响生产，爆破达到了预期的效果。

中深孔多排微差爆破在本矿井下采矿使用以来，取得了较好的爆破效果，特别是在无底柱分段采矿法回采中，为排除多排夹层及地质构造和地压的影响，不能逐排爆破时，爆破效果更佳。