深孔工程的设计、施工与验收优化方案

1.深孔设计的要求

深孔设计是回采工艺中的重要环节，它直接影响崩矿床量、作业安全、回采成本、损失贫化和材料消耗等。合理的深孔设计应如下：

（1）炮孔能有效地控制矿体边界，尽可能使回采过程中矿石损失率、贫化率低。

（2）炮孔布置均匀，有合理的密度和深度，使爆下矿石的大块率低。

（3）炮孔的效率要高。

（4）材料消耗少。

（5）施工方便，作业安全。

2.布孔设计的基础资料

（1）采场实测图。图中应标有凿岩巷道或硐室的相对位置、规格尺寸、补偿空间的大小和位置及矿体边界线，简单地质说明、原拟定爆破顺序和相邻采场情况。

（2）矿山现有的凿岩机具、型号及性能等。

3.布孔设计的基本内容

国内矿山的具体做法不完全一致，但其基本要求是相同的。布孔设计一般应包括下列内容：

（1）凿岩参数的选择。

（2）根据所选定的凿岩参数，在采矿方法设计图上确定炮孔的排位和排数，并按炮孔的排位作出剖视图。

（3）在凿岩巷道或硐室的剖视图中，确定支机点和机高，并在平面图上推算出支机点的坐标。

（4）所确定的孔间距，在剖视图上作出各排炮孔（扇形排列炮孔时，机高点是一排炮孔的放射点），然后将各深孔编号，量出各孔深度和倾角，并标在图纸上。

上述各项内容，从生产实践角度出发，往往集中用卡片和图纸来表示，必要时可在设计图纸的右下角以简短的文字加以说明。

4.布孔设计的方法和步骤

设计方法与步骤用下述实例说明，如图7-20所示。一有底柱分段凿岩阶段矿房采矿法的采场，切割槽布置于采场中央；用YG-80型凿岩机钻凿上向垂直扇形炮孔；分段巷道断面2 m×2 m。爆破顺序是由中央切割槽向两侧顺序起爆。矿石坚硬稳固，可爆性差，f=12。试做采场炮孔设计。

（1）参数选择。这里根据实际情况，具体选择如下：

①炮孔直径：D=65 mm。

②最小抵抗线：W=（23～30）d=1.5～2.0 m，因矿石坚硬稳固，取W=1.5 m。

③孔底距：在本采场采用上向垂直扇形炮孔，用孔底距表示炮孔的密集程度。因为炮孔的直径是65 mm，在排面上将炮孔布置稀一些，但考虑到降低大块的产生，将前后排炮孔错开布置。取邻近系数m=1.35，所以，孔底距a=mW=1.35×1.5=2 m。

④最小抵抗线：取W=1.5，在分段巷道2 480、2 470和2 460中，决定炮孔的排数和排位，并标在图上。

（2）按所定的排位，作出各排的剖视图。作出切割槽右侧的第一排位的剖视图，并标出有关分段凿岩巷道的相对位置，如图7-21所示。

图7-20　分段采矿法采场实测图

（3）在剖视图上有关巷道中，确定支机点。为便于操作，机高取1.2 m，支机点一般设在巷道的中心线上。(www.xing528.com)

（4）根据巷道中的测点，如B、C、D点的坐标，推算出各分段巷道中的支机点K1、K2、K3的坐标，具体做法如图7-22所示。

图7-21　右侧第一排位剖视图的炮孔布置

图7-22　支机点坐标推算示意图

①连接BK1线段。

②过B点作直角坐标，用量角器量得BK1的象限角α=12°；BK1=13 m。

③推算得K1点的坐标为

xK1=xB-Δx=xB-13sin 12°=8 553.5-2.7=8 550.8

yK1=yB-Δy=yB-13cos 12°=6 610.7-12.7=6 598

zK1=2 480＋1.2=2 481.2

同理，可求得所有支机点的坐标。为便于测量人员复核，计算结果列出坐标换算表，如表7-5所示。

表7-5　坐标换算表

（5）计算扇形孔排面方位。如图7-23所示，炮孔排面线与正北方向的交角偏西16°，得扇形孔方向是NW16°，方位角是344°。

（6）绘制炮孔布置图。在剖视图上，以支机点为放射点，取a=2 m为孔底距，自左至右或自右至左画出排面上所有炮孔，如图7-23所示。

图7-23　炮孔布置图

布置炮孔时，先布置控制爆破规模和轮廓的炮孔，如1号、7号、4号、10号孔，然后根据孔底距，适当布置其余炮孔。上盘炮孔或较深的炮孔，孔底距可稍大些；下盘炮孔或较浅的炮孔，孔底距应小些；若炮孔底部有采空区、巷道或硐室，不能凿穿，应留0.8～1.2 m的距离。在可爆性差或围岩有矿化的矿体中，孔底应超出矿体轮廓线外0.4～0.6 m，以减少矿石的损失；为使凿岩过程中排粉通畅，边孔不能水平，应有一定的仰角（一般孔深在8 m以下时，仰角取3°～5°；孔深在8 m以上时，仰角取5°～7°）。

全排炮孔绘制完后，再根据其稀密程度和死角，对炮孔之间的距离加以调整，并适当增减孔数。最后，按顺序将炮孔编号，量出各孔的倾角和深度。

（7）编制炮孔设计卡片。内容包括分段（层）名称、排号、孔号、机高、方向角、方位角、倾角和孔深等，表7-6所示为第一分段右侧第一排炮孔的设计卡片。

表7-6　第一分段右侧第一排炮孔的设计卡片

5.炮孔施工和验收

炮孔设计完成后开施工单，交测量人员现场标设。施工人员根据施工单进行炮孔施工。要求边施工、边验收，这样才能及时发现差错并及时纠正，以免造成不必要的麻烦。

验收内容包括炮孔方向、倾角、孔位和孔深。方向和倾角用深孔测角仪或罗盘测量，孔深用节长为1 m的木制或金属制成的折尺测量。测量时对炮孔的误差各个矿山不同，如某矿对垂直扇形深孔的施工误差允许±1°（排面）、倾角±1°、孔深±0.5 m。验收的结果要填入验收单，对于孔内出现的异常现象（如偏离、堵孔、透孔、深度不足等），均要标注清楚。根据这些标准和实测结果要计算炮孔合格率（指合格炮孔占总炮孔的百分比）和成孔率（指实际钻凿炮孔数占设计炮孔总数的百分比），一般要求两者均应合格。

验收完毕后，要根据结果绘成实测图，填写表格，作为爆破设计、计算采出矿量和损失贫化等指标的依据和重要资料。