露天采場(chǎng)中深孔爆破技術(shù)的優(yōu)化

肖洋

摘 要：中深孔爆破技術(shù)在露天采場(chǎng)中被廣泛應(yīng)用，改善了露天采場(chǎng)的安全生產(chǎn)條件，從而減少了相應(yīng)的生產(chǎn)事故。在新形勢(shì)下，對(duì)露天采場(chǎng)中深孔爆破技術(shù)提出了更高的要求，所以需要對(duì)中深孔爆破技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，降低露天采場(chǎng)的大塊率和粉礦率，使露天采場(chǎng)的爆破質(zhì)量和安全性得到保障。

關(guān)鍵詞：露天；采場(chǎng)；中深孔爆破技術(shù)；優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TD235.33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0027-02

調(diào)查顯示，露天采場(chǎng)開(kāi)采總成本中的爆破工程成本占煤礦的10%左右，金屬礦占15%～20%.從中我們可以發(fā)現(xiàn)，整個(gè)爆破工程在露天采場(chǎng)的總成本費(fèi)用中占了很大的比重。此外，爆破工程還貫穿了露天采場(chǎng)采礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。所以，露天采場(chǎng)中爆破技術(shù)直接影響著露天采場(chǎng)采礦的生產(chǎn)、安全和工作質(zhì)量。

目前在我國(guó)，中深孔爆破技術(shù)被廣泛應(yīng)用在礦山剝離、采礦、水利工程和鐵路開(kāi)挖等工程中，尤其是在中小型露天礦山的開(kāi)采中占據(jù)著重要地位。在露天采場(chǎng)應(yīng)用中，中深孔爆破技術(shù)和開(kāi)場(chǎng)技術(shù)同鑿巖穿孔等設(shè)備可以改善中小型露天采場(chǎng)生產(chǎn)的安全性，降低生產(chǎn)事故發(fā)生的頻率。然而，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，中深孔爆破技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足露天采場(chǎng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需求，因此必須對(duì)中深孔爆破技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。

1 露天采場(chǎng)中深孔爆破開(kāi)采現(xiàn)狀

以某露天采場(chǎng)中深孔爆破技術(shù)在開(kāi)采中的實(shí)際應(yīng)用作為分析樣本。該露天采場(chǎng)礦區(qū)開(kāi)采臺(tái)階高度約為10 m，底盤(pán)的抵抗線(xiàn)高達(dá)3.5 m；沒(méi)有對(duì)礦區(qū)巖礦的可爆性進(jìn)行檢測(cè)分區(qū)或分級(jí)，全部采用4 m×6 m梅花形布孔方式；礦區(qū)中全部采用多排孔微差起爆方式，在裝藥結(jié)構(gòu)中連續(xù)單一的類(lèi)似柱形的裝藥形式，炸藥消耗量為0.7 kg/m2，爆破10 000 t礦巖需要消耗2 750 kg炸藥，一般情況下每次爆破需要消耗的炸藥為15～20 t。

該露天采場(chǎng)中深孔爆破技術(shù)在開(kāi)采中仍存在一些問(wèn)題，例如，爆破崩落后的塊徑礦石所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合格率較低，部分爆破出的礦石堆里邊依然有很多大塊礦石，而部分爆破礦堆的礦石被爆成了粉末；爆破出的礦石堆里礦石大小不均勻，礦堆下的粉碎礦石較多，盲炮（雷管和炸藥全部未爆或只爆雷管而炸藥未爆）現(xiàn)象較多，爆破震動(dòng)較大等。

2 露天采場(chǎng)中深孔爆破技術(shù)優(yōu)化

通過(guò)簡(jiǎn)單介紹該露天采場(chǎng)中深孔爆破技術(shù)實(shí)際運(yùn)用情況，深入分析影響中深孔爆破效果的因素，提出優(yōu)化中深孔爆破技術(shù)的措施，從而提高露天采場(chǎng)的爆破質(zhì)量。

2.1 合理分區(qū)礦巖，采取不同的孔網(wǎng)參數(shù)

從上文的實(shí)際研究情況可以看出，該礦區(qū)的穿孔設(shè)備和開(kāi)采臺(tái)階是固定的，無(wú)法改變。我們可以根據(jù)露天采場(chǎng)礦區(qū)的地質(zhì)對(duì)礦巖進(jìn)行合理的分區(qū)或分級(jí)，在各礦巖區(qū)域內(nèi)確定炮孔密集系數(shù)，從而調(diào)整中深孔爆破技術(shù)的孔網(wǎng)參數(shù)。對(duì)礦區(qū)礦巖進(jìn)行分區(qū)時(shí)，結(jié)合了礦區(qū)的實(shí)際地質(zhì)特征，并根據(jù)露天采場(chǎng)爆破工程的破碎系統(tǒng)要求，將露天采場(chǎng)的采礦區(qū)分為南、北兩個(gè)區(qū)域。南部采取的解理（解理是指礦物晶體受力后沿一定方向破裂并產(chǎn)生光滑平面的性質(zhì)）裂隙發(fā)育程度較高，其礦巖略為松軟，層面較多，且層面間的間距較小，礦巖的炮孔排面和主體結(jié)構(gòu)面的走向趨于平行，此處的炮孔密集系數(shù)取2.0～2.1；北部采區(qū)則有兩個(gè)巨大的斷層穿過(guò)其中，其礦巖的密度和印度都較大，解理裂隙發(fā)育程度較小，炮孔密集系數(shù)取值為1.7.

2.2 利用逐孔起爆方式起爆

逐孔起爆技術(shù)是將爆破區(qū)域內(nèi)處于同一排的炮孔按照爆破需求設(shè)計(jì)一個(gè)相應(yīng)的延期時(shí)間，從起爆點(diǎn)開(kāi)始逐一起爆，同時(shí)，爆破區(qū)域內(nèi)排間炮孔按照另一個(gè)延期時(shí)間逐一向后傳遞爆破，這樣可以使爆破區(qū)域內(nèi)相鄰的兩個(gè)炮孔起爆的實(shí)際時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，使逐孔起爆技術(shù)炮孔起爆的順序流程呈現(xiàn)出一個(gè)分散的螺旋狀圖。這種方式也被稱(chēng)為單孔延時(shí)的起爆方式，是逐孔起爆技術(shù)的技術(shù)核心。為了讓單孔延時(shí)起爆方式的結(jié)果更加精確，需要采用非電高精度毫秒導(dǎo)爆管雷管。通過(guò)非電高精度毫秒雷管，可以成功實(shí)現(xiàn)在爆破區(qū)域內(nèi)任一炮孔爆破時(shí)都按照一定的起爆順序進(jìn)行，從而為每個(gè)炮孔準(zhǔn)備更加充足的自由面（爆破的巖石或介質(zhì)與空氣接觸的表面）。使用逐孔起爆技術(shù)，每一個(gè)炮孔前方和側(cè)方的炮孔都是先于它起爆的，這樣就給該炮孔準(zhǔn)備了至少三個(gè)以上的自由面，從而大大降低了露天采場(chǎng)起爆時(shí)消耗的拋散能量。此外，還可以通過(guò)合理選擇空間和排間微差時(shí)間，充分利用巖石在爆破之后破碎所產(chǎn)生的拋散量，避免能量的浪費(fèi)。為了改善爆破塊度大小不均勻的問(wèn)題，可以增加相鄰炮孔之間巖石碰撞的次數(shù)。

所以，通過(guò)利用逐孔起爆的方來(lái)進(jìn)行起爆，杜絕了傳統(tǒng)爆破區(qū)域內(nèi)巖石快亂飛的現(xiàn)象，不僅保障了露天采場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的安全，還使根底出現(xiàn)的概率大大降低。

2.3 優(yōu)化裝藥的結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)中深孔爆破技術(shù)使用的是連續(xù)單一的類(lèi)似柱形的裝藥形式結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)在孔口部分并沒(méi)有充填炸藥，且柱形裝藥結(jié)構(gòu)的深度范圍過(guò)小，導(dǎo)致易受到相鄰爆破的影響，這樣就很容易產(chǎn)生大塊礦巖。為了杜絕大塊礦巖和根底的出現(xiàn)，我們采用分段裝藥技術(shù)，也就是分段裝藥的結(jié)構(gòu)。而為了解決爆破后礦石堆底部的礦巖粉礦率過(guò)高的問(wèn)題，我們通過(guò)采用空氣間隔裝藥技術(shù)，在底部裝藥的時(shí)候先放入0.5～0.8 m的空氣柱之后才進(jìn)行裝藥工作，成功地杜絕了底部礦石過(guò)于粉碎的問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新型爆破器材被應(yīng)用到露天采場(chǎng)開(kāi)采中，其中，中深孔爆破技術(shù)正處于不斷發(fā)展和優(yōu)化中。它的應(yīng)用不僅提高了我國(guó)露天采場(chǎng)中礦山開(kāi)采的爆破質(zhì)量，同時(shí)也保障了爆破工程的精確度和安全。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：李玨〕