簡述井下鐵礦開采中深孔爆破技術的運用

【摘 要】隨著社會的發(fā)展，鋼鐵工業(yè)得到很大的發(fā)展，成為了我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，在未來的日子里，鋼鐵市場的需求會越來越大，因此井下開采將是今后我國鐵礦石開采的主要發(fā)展趨勢。而中深孔爆破技術具有很多的優(yōu)點，能夠適應各種不同類型的井下鐵礦地形地貌，同時能夠與其它開采技術和鑿巖打孔設備相結合，因此也會被廣泛的應用井下鐵礦開采中，加強對其的研究非常有必要，基于此本文分析了井下鐵礦開采中深孔爆破技術的運用。

【關鍵詞】井下鐵礦；開采；中深孔；爆破技術；運用

1、中深孔爆破技術特點和應用

在開采工作中，中深孔爆破技術是一種非常實用、安全性高的露天開采技術。其中，深孔主要是指孔徑≧75mm，且其深度超過5m，并采用深孔鉆機鉆成的炮孔二深孔爆破，顧名思義，即是在深孔中裝炸藥，對井下鐵礦進行曝破的過程，注意在爆破之前，需要在預先修整好的梯段上進行鉆孔，然后再利用鉆孔進行后續(xù)爆破工作。與其他方式相比，深孔爆破具有眾多優(yōu)勢，如：破碎塊度符合工程要求、爆堆松散度適中滿足了鏟裝設備裝載要求等。深孔爆破應嚴格按照施工規(guī)范進行，使其工作成效達到預期目標，同時在最大程度上降低中深孔爆破作業(yè)的有害效應，例如：降低爆破地震、減少沖擊波和飛石危害等，這就要求中深孔爆破技術不斷改善技術指標，在降低能耗、成本的情況下，不斷提高爆破質量，減少后續(xù)工作量、提高工作效率。此外，中深孔爆破技術具有較高的機械化程度，可減少人工工作量，解決了以往凡事靠人工的問題，且爆破的大小、塊度、形狀，很好地滿足了機械挖運的要求。在安全方面，中深孔爆破技術適應于露天開采，且在爆破工作中，其主要技術參數(shù)，如：所爆巖體的位置、裝藥位置等，都能得到相對準確的數(shù)據(jù)，同時每次的爆破量較小，其破壞程度和范圍都能很好的控制，是一種效果良好的開采技術。

2、井下開采中深孔爆破參數(shù)

2.1、炮孔深度及直徑。工程中所使用的中深孔鉆機的直徑通常情況下為八十到二百毫米，而對于具體的直徑需要根據(jù)實際使用的鉆機類型及巖石特性進行決定。因此只要選擇了鉆機型號，就決定了孔徑的多少，其是一個定值，通常情況下中深孔孔徑分別為150mm、100mm、80mm、45mm等。而井下鐵礦開采通常情況下使用的最小的炮孔直徑為八十毫米到一百毫米。

2.2、最小抵抗線。中深孔爆破中的重要參數(shù)是最小抵抗線，用w表示，而這個數(shù)字不能過大或者太小，否則都會直接影響到爆破的效果。如果炮孔前排的抵抗線非常小，想要達到好的效果就會使用很多的炸藥，從而使得鉆孔作業(yè)時間大大增加，同時會有大量的飛石產(chǎn)生，加長了工程進度。而如果抵抗線過大會使得炮區(qū)不好推出，從而發(fā)生很嚴重的后沖以及拉裂現(xiàn)象，減慢爆破進度。在通常情況下最小抵抗線的取值與炸藥的威力、巖石的硬度以及炮孔角度、直徑等因素有關，但是對于這些方面是很難進行量化的，就目前的情況來看都是憑借爆破經(jīng)驗進行的。

2.3、炮孔間距及排距。炮孔間距a指的是中深孔爆破中同排相鄰兩個炮孔的距離，其經(jīng)驗公式為a=m.w，其中m為拋空的密集系數(shù)，其值一般大于1，在較大的孔徑爆破中可以取到3甚至更大。炮孔的排距b指相鄰兩排炮孔之間的距離，其確定方法類似于最小抵抗線原理。

2.4、炸藥單耗。炸藥單耗Q代表的是破單位體積巖石所需要的藥量系數(shù)，其會受到多方面因素的影響。例如在保證起爆方法、堵塞以及裝藥條件處于原始的狀態(tài)下，單耗的取值變化主要是靠最小抵抗線值、巖石的均勻度以及硬度、自由面多少決定，在實際的過程中Q值主要的進行是依靠長期的實踐以及大量的試決定，因此不能根據(jù)自己的意愿進行，單純的增加單耗使得爆破效果增強。而對于鐵礦石的單耗，它的Q值通常情況下的取值是0.4—0.6g/m3。

2.5、裝藥方式。對于傳統(tǒng)的裝藥方式主要采用的是人為操作，因此其在效率和質量方面都不能得到保障，特別是在井下有水的鉆孔裝藥的時候非常容易發(fā)生不連貫的現(xiàn)象，從而使得爆破效果不佳。因此我國采取相應的方法進行解決，就目前的情況來看，在南芬鐵礦、德興鐵礦、大冶鐵礦等都已經(jīng)實施快樂機械裝藥的方法，并且取得了效果明顯。

2.6、炮孔堵塞。炮孔的堵塞長度與炸藥的利用率以及爆破效果有直接的關系，適當?shù)亩氯L度可以有效地減小沖擊波的能量損失。實施爆破中如果堵塞長度過長就會導致爆破部位的上部出現(xiàn)大塊巖石，防止則會出現(xiàn)沖炮現(xiàn)象而降低下部巖石的破碎質量。

3、中深孔爆破開采技術

井下鐵礦中深孔爆破有三個基本要素：①使用潛孔鉆穿鑿炮孔②分臺階自上而下開采③實行多排多孔控制爆破。實行中深孔爆破，能夠有效的解決井下鐵礦不分臺階開采和淺孔爆破兩大問題。目前中深孔爆破技術廣泛應用于各項工程中，具有高安全性、開采能力大、生產(chǎn)效率高、操作簡單、飛石少等優(yōu)點。

3.1、中深孔爆破主要工序。隨著各類新型鉆機的相繼出現(xiàn)，各類爆破設備被逐漸改進，使中深孔爆破質量得到進一步改善，極大地提高了中深孔爆破技術在井下鐵礦開采技術中的優(yōu)越性。以采石場為例，非煤井下鐵礦露天開采中深孔爆破的重要工序為：

（一）穿孔工作。作為露天采石場開采的首要工序，穿孔工作的質量決定著采石場接下來爆破、采裝和運輸工作的質量，還會影響到企業(yè)的生產(chǎn)安全和運行成本。在我國非煤井下鐵礦露天開采工作中，穿孔工作一直是一個較為薄弱的環(huán)節(jié)，其費用約為生產(chǎn)總費用的10-15%。潛孔鉆穿孔的推廣，在穿孔工作中取到了安全、高效的成果。（二）爆破工作。爆破工作是為采裝、運輸和破碎提供礦巖。其爆破費用一般比穿孔工作略高，約為開采總成本的15%-20%。爆破工作與采裝、運輸和破碎的設備效率密切相關。其中多排多孔布置中深孔排列的形式有多種，但主要有兩大類即三角形和矩形布孔。布孔排列形式按不同的起爆順序對炮孔進行組合，包括逐排起爆、V形起爆、斜線起爆。不同的起爆方式適用于不同的工作環(huán)境應根據(jù)具體情境適當選擇。另外，還有相關爆破參數(shù)的確定及計算，如爆破安全距離的計算等，對于保障整個技術實施過程有著重要意義。（三）合理選擇起爆方式。起爆方式也是非常重要的一個步驟，其直接影響著爆堆分布狀態(tài)、爆堆塊度的均勻程度，因此需要我們重視。通過斜線起爆，V型起爆等方式能夠對實際孔距與實際抵抗線情況進行優(yōu)化，從而使得寬孔距爆破形式得到優(yōu)化，提高了破碎巖石的效果。

3.2、中深孔爆破技術。在井下鐵礦開采中的作用，結合中深孔爆破技術的特點，可以將中深孔爆破技術在井下鐵礦開采中的作用分為以下幾點：①整體改變井下鐵礦安全生產(chǎn)狀況。因為井下鐵礦實行中深孔爆破，有效地解決了井下鐵礦分臺階開采和淺孔爆破兩大問題。②有效預防和控制事故。中深孔爆破開采技術，改變了傳統(tǒng)的開采方式和爆破方法，有效的避免了因不分臺階開采而造成高處墜落、坍塌、浮石打擊和爆破飛石等事故。③保障井下鐵礦工作人員的安全。中深孔爆破技術實行自上而下的分臺階開采，避免了井下鐵礦作業(yè)人員暴露在在不安全狀態(tài)下作業(yè)，有效預防和控制井下鐵礦開采中坍塌、浮石打擊等事故。④保障井下鐵礦爆破安全，提高井下鐵礦生產(chǎn)綜合效率。中深孔爆破技術改變了傳統(tǒng)爆破方式的弊端，改善井下鐵礦安全生產(chǎn)條件，可以從根本上提高了爆破安全系數(shù)，有效地預防和控制爆破事故，同時對擴大企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、減輕勞動強度、提高生產(chǎn)力、降低生產(chǎn)成本、保護生態(tài)環(huán)境、提高經(jīng)濟效益都有著重要作用。⑤促進非煤井下鐵礦的安全生產(chǎn)。在露天非煤井下鐵礦推行中深孔爆破開采技術，能夠有效預防和減少露天井下鐵礦事故，使井下鐵礦的安全形勢漸趨穩(wěn)定。總之，由于中深孔爆破技術效率高、周期短、爆破飛石少、可行性高，因此會被廣泛的應用于井下鐵礦石開采中，因此加強對其的研究非常有必要。需要引起我們的重視。

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作者簡介：魯勇 畢業(yè)于 中國地質大學