大孔距小排距技術在中深孔爆破中的應用

張 平，劉 松，劉海瑞

（1.淄博市鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)建筑材料服務公司，淄博255000；2.武漢建工第一建筑有限公司，武漢430023；3.兗州中材建設有限公司，兗州250100）

露天中深孔爆破孔網參數(shù)包括：孔徑、孔深、超深、底盤抵抗線、孔距、排距、堵塞長度和單位巖石炸藥消耗量等［1］。優(yōu)化爆破參數(shù)可提高礦巖爆破效果、保證生產安全、降低爆破成本、提高經濟效益［2］?？拙嗪团啪嗍强拙W參數(shù)中兩個至關重要的參數(shù)，直接影響著炸藥能量利用率和爆破效果。因此，優(yōu)化孔距和排距對露天中深孔爆破具有重要的意義。

1 工程概況

山西桃園東義水泥有限公司石料生產線位于呂梁市中陽縣枝柯鎮(zhèn)南大井村，礦山緊鄰省道S340線。該礦山坡度起伏不大，巖石節(jié)理面明顯，節(jié)理裂隙發(fā)育，局部有泥質，屬于典型的石灰石礦山地貌。礦山生產能力為4 000t／d。一次爆破方量為6 000m3，設計臺階開采高度為15m。要求爆破后塊度小于1m但不宜太碎。爆破區(qū)正前方30m處為破碎設備，爆破時需考慮破碎設備的安全。

2 孔排距影響因素

孔距和排距主要與炮孔直徑及炸藥單耗有關，還受到地質條件、礦巖性質、抵抗線、炮孔深度、堵塞長度、炸藥品種、裝藥長度、裝藥結構、起爆方式等因素的影響。當炮孔直徑、炸藥單耗和其它影響因素一定時，孔距和排距成反比關系，即當孔距減小時，排距增大，孔距增大時排距減小。不同的孔排距爆破效果不同?？赏ㄟ^不斷地“選擇—計算—試爆—調整”來尋找爆破效果較好的孔排距［3－5］。

3 孔排距計算方法

根據(jù)巖石爆破理論前排炮孔起爆后為后排炮孔創(chuàng)造了臨空面，每排炮孔所裝的炸藥承擔的爆破方量應該為兩排炮孔間的巖石體積。為了在滿足破碎效果的同時，保證生產安全、減少炸藥消耗量，需要使炮孔實際裝藥量與承擔的爆破方量所需要的炸藥量相等［6－7］。采用連續(xù)裝藥結構時，假設單孔裝藥量為Q1，每個炮孔擔負的爆破方量所需的炸藥量為Q2，那么有

式中，D為炮孔直徑，m；H為臺階高度，m；α為炮孔傾斜角；h為炮孔超深，m；hd為堵孔長度，m；γ為炸藥容重，kg／m3。

式中，q為單位巖石炸藥消耗量，kg／m3；a為孔距，m；b為排距，m；其余符號意義同前。

為滿足炮孔實際的裝藥量與承擔的爆破方量所需要的炸藥量相等，所以有

將式（1）、式（2）代入式（3）式整理得

當炮孔直徑、炸藥單耗和其它影響因素一定時，式（4）右端為常數(shù)，令該常數(shù)為S，則有

S即為單個炮孔負擔的爆破面積，從式（5）很容易看出孔距與排距間的反比關系。

4 孔排距優(yōu)化方案及效果

4.1 優(yōu)化前的孔網參數(shù)及主要問題

4.1.1 孔網參數(shù)

礦山使用的炸藥為乳化炸藥，采用連續(xù)裝藥結構，孔底起爆，具體的爆破參數(shù)見表1。采用多排孔毫秒加強松動爆破技術［8－9］，排間順序起爆，用導爆管雷管裝藥、連線，最后用瞬發(fā)電雷管起爆?？變扔?段導爆管毫秒延期雷管，孔外用2段導爆管毫秒延期雷管，排間用5段導爆管毫秒延期雷管。起爆網路見圖1。

表1 優(yōu)化前的爆破參數(shù)

4.1.2 主要問題

2012年前，礦山主要采用上述孔網參數(shù)進行爆破。由于孔距相對較小，單孔裝藥量不高，導致同一排炮孔間的巖體破碎不完整，易形成根底，且大塊率較高，平均超過10%，開挖困難，增加了二次破碎的工作量，使得總體成本變高，對礦山經濟效益造成了不良影響；排距較大，前排炮孔破碎巖石強烈擠壓后排炮孔，在抵抗線方向上巖石過分破碎，形成粉礦，造成資源浪費。

4.2 優(yōu)化方案及效果

4.2.1 方案

針對上述孔網參數(shù)存在的主要問題，借鑒國內外同類礦山的技術指標和工程經驗，決定選用大孔距小排距的爆破技術來優(yōu)化孔網參數(shù)。根據(jù)式（4）和式（5），在增大孔距的同時相應的減小排距，通過多次現(xiàn)場試驗，比較爆破效果，最終確定較佳的孔網參數(shù)見表2。

表2 優(yōu)化后的爆破參數(shù)

4.2.2 效果

增大孔距，使得單孔裝藥量提高，有利于同一排炮孔間的礦巖充分破碎，降低了大塊率（平均為7.5%），也減少了根底；減小排距，使得各排炮孔的破巖范圍減小，減弱了爆破過程中礦巖間的相互擠壓，避免了在抵抗線方向上的過分破碎?？傊?，改變孔網參數(shù)后，礦巖破碎塊度均勻（如圖2所示），根底減少，降低了爆破成本，提高了經濟效益。

5 結 語

通過理論計算和現(xiàn)場試驗，取得了大孔距小排距技術在中深孔爆破中的一些應用經驗。對于該石灰石礦山，當孔距為4.8m，排距為3.5m時，爆破塊度均勻，根底少。該技術在減少爆破成本的同時，保證了爆破效果，值得在同類礦山推廣應用。

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