經(jīng)山寺鐵礦深孔爆破參數(shù)的確定

吳水鋒

（廣東宏大爆破股份有限公司，廣東 廣州 510623）

河南省中加礦業(yè)公司經(jīng)山寺露天采場(chǎng)主要有兩種礦巖：一種是磁鐵礦，隸屬原生礦，特別堅(jiān)硬；另一種是假象赤鐵礦和混合花崗巖，比較堅(jiān)硬。穿孔設(shè)備是風(fēng)動(dòng)履帶式潛孔鉆機(jī)，穿孔深度為11.5 m，孔徑為130~140 mm。設(shè)計(jì)階段高度為10 m，階段最終坡面角80°，塊度要求是原生礦不超過800 mm，假象赤鐵礦和混合花崗巖不超過1 000 mm。具體性質(zhì)對(duì)比見表1。

表1 礦巖物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)比表

1 確定爆破參數(shù)

對(duì)于露天采場(chǎng)需要確定的臺(tái)階深孔爆破參數(shù)主要有孔徑d、孔深L、超深h、底盤抵抗線W、孔間距a、排間距b、堵塞長(zhǎng)度l、堵塞質(zhì)量及單耗（炸藥）q等?？讖絛由穿孔設(shè)備來決定，其余參數(shù)由下列公式和經(jīng)驗(yàn)確定。

1.1 底盤底抗線

底盤底抗線是由地質(zhì)構(gòu)造、礦巖及炸藥種類決定的。它的取值很關(guān)鍵，值取大了會(huì)產(chǎn)生根底和巖墻，導(dǎo)致抬高底板；值取小了不安全，還會(huì)使爆破成本增加，降低鏟裝效率。

通過經(jīng)山寺露天礦現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)，結(jié)論是只有底盤底抗線W<4.5 m，才能既確保爆破質(zhì)量，又避免單排孔，根據(jù)鉆孔施工規(guī)程，還必須滿足安全條件W≥H cotα+B.其中，α為臺(tái)階坡面角，一般取65°～80°；H為臺(tái)階高度；B為從鉆孔中心至坡頂線安全距離，大型鉆機(jī)一般取2.5～3.0 m。

另外，確定底盤底抗線公式為W=k0H，其中，k0為底盤底抗線系數(shù)，一般礦石k0取0.6，硬巖k0取0.7，軟巖k0取0.9.經(jīng)山寺露天采礦區(qū)的底盤底抗線主要是根據(jù)以上兩個(gè)公式來確定。

1.2 孔深和超深

孔深設(shè)計(jì)公式為L(zhǎng)=H+h，其中：H為階段高度，一般為10 m；針對(duì)不同礦巖，超深值h的確定既是難點(diǎn)，又是重點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，超深值的確定公式有兩個(gè)：h=k W(k取值為0.15～0.35)和h=kd（k值為 8～12)。

超深的設(shè)計(jì)就是為了在超深部分所裝的炸藥起爆后，控制底盤抵抗線產(chǎn)生根底和硬墻，從而有效控制底板標(biāo)高，因此應(yīng)該選擇使用前一個(gè)公式h=k W，其中，k為超深系數(shù)。對(duì)于礦石k取0.35，對(duì)應(yīng)孔深為12.0m；對(duì)于硬巖k取0.25m，對(duì)應(yīng)孔深為11.5m；對(duì)于軟巖k取0.15，對(duì)應(yīng)孔深為11.0 m。

在經(jīng)山寺露天鐵礦的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，炮孔排數(shù)均超過2排，從第三排炮孔開始，超深既要克服壓碴，又要克服排間根底，這樣就造成排間距b小于首排的底盤抵拉線W，從而導(dǎo)致后排的超深小于首排的超深，當(dāng)然藥量消耗也就隨之減少。

1.3 孔間距和排間距

從現(xiàn)場(chǎng)來看，雖然孔間距和排間距隨著施工條件、巖體和起爆方法的不同而有差異，但是爆破單孔在同等條件下所擔(dān)負(fù)的炮孔面積是基本不變的。因此，為了改善爆破質(zhì)量，降低大塊率，a與b的選取，一般遵循公式a/b=m>1，其中，m為炮孔密集系數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)一般m取值范圍為1.2~1.5，這樣，根據(jù)公式a=mb就可求得孔距。

在經(jīng)山寺露天鐵礦中采用的是寬孔距小排距，起爆順序是大斜線起爆，現(xiàn)場(chǎng)m取值范圍為4.3~4.8（見表3），這樣可以安全地減少堵塞長(zhǎng)度，從而減少表面大塊率。但是在首排孔底盤抵抗線過大的情況下，就必須適當(dāng)縮小密集系數(shù)，從而克服底盤的阻力。

1.4 堵塞長(zhǎng)度和堵塞質(zhì)量

爆破效果和炸藥利用率主要由堵塞長(zhǎng)度和堵塞質(zhì)量來決定，堵塞長(zhǎng)度適當(dāng)則可以在減少爆炸氣體能量損失的同時(shí)增加鉆孔裝藥量，堵塞質(zhì)量適當(dāng)則會(huì)在盡可能增加爆炸氣體孔內(nèi)作用時(shí)間的同時(shí)，減少爆破沖擊波、噪聲及個(gè)別分散物對(duì)周圍環(huán)境的危害。

堵塞長(zhǎng)度l按下列公式確定：l=（0.7~1.0）W。其中，垂直孔?。?.7~0.8）W；傾斜深孔?。?.9~1.0）W 或者 l=（20~30）d。在經(jīng)山寺露天鐵礦中一般根據(jù)巖石情況進(jìn)行堵塞，一般巖石取一倍的W，比較堅(jiān)硬巖石?。?.8~0.9）W，特別堅(jiān)硬巖石取0.7 W。

1.5 單耗（炸藥）

礦山爆破主要消耗材料是民用炸藥，顯而易見，降低炸藥消耗會(huì)極大地提升工程的安全、質(zhì)量和效益，因此，現(xiàn)場(chǎng)炸藥單耗的確定就十分重要。然而有很多因素影響著炸藥單耗，比如巖石可爆性、炸藥性能、自由面條件、起爆方式及對(duì)塊度的要求等，但在同等條件下炸藥單耗是基本不變的。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，單耗q在特別堅(jiān)硬的巖石中取0.6～0.8 kg/t；在比較硬的巖石中取0.4～0.6kg/t；在軟巖石中取0.25～0.4 kg/t。也可按表2進(jìn)行確定，該表以2號(hào)巖石硝銨炸藥為標(biāo)準(zhǔn)。

表2 單位炸藥消耗量q值表

表3 不同巖石類型爆破參數(shù)表

可見，炸藥單耗不僅隨開采深度增加而增加，而且還隨著壓碴的厚度或一次爆破排數(shù)不同而變化。

經(jīng)過半年多的總結(jié)實(shí)踐，經(jīng)山寺露天鐵礦開采不同巖石類型已經(jīng)形成了很成熟的數(shù)據(jù)。如表3所示。

2 效果評(píng)價(jià)

經(jīng)過反復(fù)總結(jié)實(shí)踐，經(jīng)山寺露天鐵礦的爆破效果有了很大的提升。不但明顯降低了大塊率、根底和單耗，提高了鏟裝效率，而且在超額完成公司下達(dá)的產(chǎn)量任務(wù)的情況下節(jié)約了成本。同時(shí)，這種獨(dú)特的爆破參數(shù)確定方法具有很大的推廣價(jià)值。

3 結(jié)束語(yǔ)

①爆破參數(shù)的確定應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況靈活應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)情況不同，爆破參數(shù)可能差別很大。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)客觀條件和爆破理論分析研究透徹，方可確定出合理的爆破參數(shù)。②爆破參數(shù)確定中可以參考的經(jīng)驗(yàn)公式有很多，但適合的卻只有一個(gè)。因此，一定要在“選”字上下功夫、做文章。③各爆破參數(shù)之間的關(guān)系密切，要全面統(tǒng)籌考慮，在實(shí)際工作中不斷摸索和總結(jié)。

[1]中國(guó)工程爆破協(xié)會(huì).G B6722-2011 爆破安全規(guī)程[S].2011：10-20.

[2]汪旭光.爆破設(shè)計(jì)與施工[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2011.

[3]汪旭光，于亞倫，劉殿中.爆破安全規(guī)程實(shí)施手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2004.