理论研究和室内试验在深层冻土爆破参数设计中存在着限制,结合赵固二矿西风井冻土掘进的施工特点,开展爆破参数优化现场实验。以掘进速度、安全、质量为评价依据,对炸药选择、钻眼机具、炮眼布置和深度、装药参数和起爆顺序等参数进行优化分析。结果表明:通过合理设置中空孔、一二级掏槽孔、辅助孔和周边孔的孔距与间排距,调整装药参数和雷管段位等手段,使得爆后土体均匀无大块,将爆破进尺由1.9 m提高至2.8 m,炮孔利用率由67.9%提高至93.3%;同时将爆破振动控制在安全范围以内,实测井壁最大振动速度为8.39 cm/s,保证了施工安全性;通过经济效益比较分析,优化后的爆破方案较之前显著提高了施工效率,缩减掘进工期44.5 d,大大节约了施工成本和冻结成本。
结合冻土爆破破坏特征,从理论上分析探讨立井冻土掘进掏槽爆破和光面爆破机理参数设计,在此基础上进行工程应用。结果表明:立井冻土爆破以浅眼多循环、眼深1.2～1.4m为宜;较为合理的掏槽参数为:圈径1.0～1.2m,眼距500～700mm,单耗药量2.2～2.8kg/m3;较为合理的光爆参数为:眼距500～600mm,光爆层厚度500～700mm,炮眼密集系数0.8～1.2,炮眼装药集中度120～160g/m,空气垫层或空气间隙不偶合装药结构。