马坑铁矿拟采用阶段矿房嗣后充填采矿法,底部结构巷道建设比一般巷道稳定性要求要高。经跟踪调研发现现有方案采用二次压顶方式进行巷道建设,其周边眼间距布置不均匀和不在同一条线上,导致爆炸应力波和爆生气体准静压力作用不能在一条线上,从而出现超欠挖严重现象。在压顶爆破过程中,为保证压顶区矿体全部崩落,使用炸药量稍多,造成顶板矿体损伤较大,在频繁爆破振动作用下,巷道大面积存在片帮和落顶现象。后期支护面积大,增加了巷道建设成本。马坑铁矿对放矿结束后的采空区进行分区充填,底部结构服务时间短,而光面爆破技术成本高昂,采用光面爆破显然是极大的经济浪费。论文在光面爆破的基础上提出亚光面爆破技术,以期满足马坑铁矿深孔频繁爆破累计损伤,减小支护成本。(1)为了满足技术参数设计要求,先在充分调研了解现有方案和矿山所用炸药性能及钻爆条件的基础上,通过理论结合实际,分别在磁铁矿体和夹石矿体进行了爆破漏斗实验,计算出最佳埋深和最佳比例比例埋深。研究发现:小构造对爆炸应力波和爆生气体影响很大,含夹石比纯磁铁矿难爆,在本矿山开采中,应当着重考虑含夹石矿体,合理优化采矿方法。通过光面爆破一般装药结构,炸药单耗应控制在1.75kg/m~3～1.85kg/m~3之间,最小抵抗线取800mm～1300mm即可,孔底距为900mm～1300mm,对后续亚光面爆破参数设计有一定的参考价值。(2)掏槽质量直接影响于光面爆破效果和进尺,为合理选取掏槽方案,分别对楔形掏槽、直眼掏槽和复合型掏槽进行现场实验,对掏槽耗材和掏槽钻眼考虑,选取适合本矿山适合的掏槽方式。从楔形掏槽看出,楔形掏槽能形成良好的掏槽空腔,掏槽炸药消耗量和雷管消耗量也比直眼掏槽使用量多,且受巷道断面影响很大,建议在大断面巷道掘进时使用。在直眼掏槽中,在矿体完整性较好,无明显夹石时,建议采用“1+8”型直眼掏槽,在存在小构造裂隙和夹石矿体时,则采用“2+8”型直眼掏槽。采用4个空直眼、1个装药直眼和两排对称斜眼爆破的复合型掏槽方式,有直眼掏槽和楔形掏槽的优点,但是也存在炸药量和雷管消耗量大的问题,在钻眼过程中偏斜率受转眼工人影响很大,对此,在条件复杂的矿体可以使用复合型掏槽方式。(3)对掏槽、掏槽辅助眼、二圈眼和轮廓线眼的布置实验,找出合理的布眼位置范围。在三种亚光面爆破方案中,“1+8”型49孔和“2+8”51孔周边眼应间隔800mm均匀分布,而出矿进路间距应控制在600mm内。起爆方式上,顶眼和帮眼应分两个段别起爆。装药结构上,应采取27mm型炸药,“1+8”型49孔和“2+8”51孔间隔取80mm,出矿进路取300mm。光面辅助眼在矿体完整性好或大理化灰岩等软弱岩体只需要两个光面辅助眼即可,在石英岩小构造情况下则需要三个光面辅助眼。综合4种爆破方案技术经济对比分析,虽然现行方案在工程凿岩量和火工材料消耗上具有略微优势,然而在巷道轮廓规整性、炮孔利用率、炮痕率和围岩损伤控制等方面的爆破效果与三种亚光面爆破有较大差距。(4)通过萨道夫斯基公式,推导出矿体属于坚硬矿体,四种方案都在安全标准范围内,爆破振动对巷道围岩稳定性的影响在合理范围内。由小波包能量分析,发现现有方案对围岩损伤比亚光面爆破更大。小波包能量结合瞬时能量谱分析,表明现有方案压顶区使用炸药量对顶板损伤大,而周边眼布置不均,导致爆炸应力波和爆生气体共同作用不在同一条线上,从而致使现有方案半孔率并没有亚光面爆破技术。(5)松动圈测定,更进一步证明亚光面爆破损伤比现有方案更小。声波波速曲线显示现有方案试验区域松动圈主要受开挖影响,而“2+8”方案试验区域则是受岩体本身原生节理影响较大。根据松动圈支护理论,现有方案和“2+8”方案需要进行支护。支护经济指标和巷道建设经济指标对比,进一步验证了亚光面爆破比现有方案更优。