降低露天爆破炸藥單耗有效途徑探析

李興葉

摘 要：露天巖體的爆破中，炸藥是作業(yè)施工中的必須品。但一般情況下炸藥損耗大，并且效果差，爆破后巖體大塊物質(zhì)過(guò)多，基本需要進(jìn)行二次爆破，這就使得爆破炸藥單耗過(guò)多，增加了開(kāi)采成本。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于露天巖體開(kāi)采一直進(jìn)行研究，對(duì)于爆破的各項(xiàng)參數(shù)嚴(yán)格控制，優(yōu)化技術(shù)，控制爆破炸藥損耗。文章針對(duì)現(xiàn)有露天爆破技術(shù)，探討降低爆破炸藥單耗的有效途徑。

關(guān)鍵詞：露天爆破；炸藥；途徑

爆破的方法不同，爆破的參數(shù)也不盡相同。詳細(xì)了解爆破參數(shù)是保證爆破炸藥單耗的前提，并且露天巖體的爆破工程量大，所需炸藥多，合理控制爆破炸藥單耗是節(jié)約開(kāi)采成本的表現(xiàn)。并且有效地控制爆破炸藥單耗也可以降低露天開(kāi)采的風(fēng)險(xiǎn)、提高安全指數(shù)。

1 工程實(shí)例

河北鋼鐵集團(tuán)有四個(gè)露天礦場(chǎng)，其中一個(gè)IIIa礦場(chǎng)，采空區(qū)長(zhǎng)360m，寬22m，高60m，體積約為48萬(wàn)立方米，由于長(zhǎng)久開(kāi)采，底部巖體松動(dòng)。為防止巖體坍塌，而后的開(kāi)采過(guò)程需要多段微差爆破，對(duì)于各項(xiàng)爆破參數(shù)要求精準(zhǔn)。但是在后期開(kāi)采中，爆破炸藥單耗大，并且不能很好的維系安全性能。

1.1 爆破炸藥單耗大的原因

1.1.1 孔網(wǎng)參數(shù)不合理

對(duì)于此項(xiàng)工程設(shè)計(jì)時(shí)的孔網(wǎng)參數(shù)，認(rèn)定抵抗線(xiàn)1.6m，孔底距2m，密集系數(shù)1.2的方案，但是此種方法適合含量大的礦場(chǎng)，于此礦實(shí)際不符。根據(jù)現(xiàn)有探測(cè)，這種方式抵抗線(xiàn)大、密集系數(shù)大，致使每米爆破炸藥單耗增大。

1.1.2 孔徑過(guò)大增加消耗

根據(jù)已有抵抗線(xiàn)、孔底距的參數(shù)，按照公式d=w/（25～30）求得所用孔徑空間為54～64mm，而現(xiàn)在所用孔徑是60mm，孔徑過(guò)大，致使裝藥量增多，增加了每米爆破炸藥損耗。

1.1.3 裝藥結(jié)構(gòu)不合理

原有設(shè)計(jì)采用孔底起爆的方式，但是卻致使孔口堵塞，并且較之孔口起爆，它的起爆更長(zhǎng)，爆破炸藥單耗過(guò)大。并且這種裝藥方式在爆破的過(guò)程中，需要更多的孔底能量，但在運(yùn)行時(shí)，難免造成能量不均，使得能量浪費(fèi)，又增加了炸藥的損耗。

1.2 改進(jìn)措施

1.2.1 孔網(wǎng)參數(shù)修改

由于現(xiàn)有開(kāi)采需要崩落基巖，所以孔底距不能過(guò)小，否則爆破時(shí)容易因炮孔太小出現(xiàn)事故，并且為了保持圍巖的穩(wěn)定性，應(yīng)該減小抵抗線(xiàn)至1.2m，孔底距2m，這樣可以不僅提高每米爆破量，也能增加安全性。

1.2.2 孔徑最優(yōu)

想要減少爆破炸藥單耗，需要降低孔徑，爆破的效果主要在炸藥的瞬間爆發(fā)力。原有孔徑裝藥量約3.5kg/m，減小孔徑雖然會(huì)降低爆速，但只要保證炸藥的瞬間爆發(fā)力，也可以取得良好的爆破效果，從而減少損耗。

1.2.3 完善裝藥結(jié)構(gòu)

孔底起爆造成的堵塞可以通過(guò)改變裝藥方式進(jìn)行改善，在邊孔位置及中間孔進(jìn)行分隔間縫裝藥。邊孔裝藥多，其它孔裝藥少，中間間隔進(jìn)行填充物堵塞，減少爆孔裝藥過(guò)度集中的情況，可以減少爆破炸藥單耗量。

2 有效途徑

2.1 孔網(wǎng)參數(shù)合理

孔網(wǎng)參數(shù)是爆破過(guò)程中首要計(jì)算的，想要降低炸藥單耗，需要對(duì)爆破面積進(jìn)行合理計(jì)算。因?yàn)楦黝?lèi)巖體的結(jié)構(gòu)參數(shù)不一，同等炸藥爆破面積的效果不同（下表1是各類(lèi)巖體適合的爆破炸藥單耗量），并且根據(jù)對(duì)孔底距與抵抗線(xiàn)的調(diào)整，可以擴(kuò)大應(yīng)力波對(duì)巖體裂縫的壓力，使得孔底爆破的時(shí)間增加，從而爆破面積更全面，巖體粉碎的徹底，爆破效果提高，從而降低炸藥單耗。

2.2 微差爆破

這種方式通過(guò)雷管各段的起爆時(shí)間存在間隔，可以使底部先起爆，在造成一定的自由面后，以毫秒的時(shí)間延期爆破，有效地控制了爆破的效果。一般露天爆破都采用扇形中深孔爆破，如圖1所示。這樣可以使底部的爆孔先起爆，先起爆的地方造成的應(yīng)力波沖擊大，促使前面的爆孔繼續(xù)引爆，并且在應(yīng)力波的作用下開(kāi)闊了巖體縫隙，使巖體發(fā)生分離，增加了爆破空間。而先引爆的炸藥在余力仍未消失前，與后引爆的炸藥的應(yīng)力波相結(jié)合，可以增強(qiáng)破碎巖體的效果，減少大塊物質(zhì)，并且由于炸藥的先后爆炸間隔，可以不斷增加自由面，從而降低炸藥單耗量。微差爆破主要優(yōu)點(diǎn)就是在爆破時(shí)的應(yīng)力波振動(dòng)小，可以控制地震效應(yīng)，穩(wěn)定作業(yè)安全。

2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

一般露天巖體開(kāi)采，采用中深孔爆破方式，原有裝藥方式是根據(jù)起爆順序全孔裝藥，直接將炸藥作為堵塞，這樣不僅浪費(fèi)炸藥，而且由于爆破時(shí)應(yīng)力作用的大小不一，爆破的能量也不同?？椎撞糠直緫?yīng)由很大爆破力來(lái)促進(jìn)上層炸藥的威力施展，但由于上層炸藥過(guò)多，反而讓孔底炸藥阻抗大，能量不足，造成浪費(fèi)。并且孔口炸藥多但孔口破碎巖體的作用小，填充炸藥實(shí)屬浪費(fèi)。而其它部分炸藥雖然有很大的爆破力，但是由于過(guò)程重復(fù)爆炸，不僅爆破效果差，而且振動(dòng)大，容易出現(xiàn)事故。

所以，要對(duì)爆孔填充一定長(zhǎng)度的堵塞物。填充物一般在兩米以上，這樣可以使炸藥不密集填充，在爆破過(guò)程中獲得合理的爆炸能量，又減少了炸藥單耗量，并且不會(huì)因?yàn)檫^(guò)大振動(dòng)而造成安全問(wèn)題。

2.4 嚴(yán)格管理

炸藥在使用過(guò)程中要嚴(yán)格管理，首先，要確定炸藥的用量不會(huì)造成坍塌等安全問(wèn)題。并且對(duì)于炸藥的管理人員要進(jìn)行深入管理，確保炸藥的存放地點(diǎn)無(wú)明火、無(wú)潮濕等情況，避免一些因細(xì)節(jié)造成的損失；其次，在裝藥結(jié)構(gòu)中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)指示進(jìn)行作業(yè)，對(duì)于實(shí)際操作中一些數(shù)據(jù)的不合理要及時(shí)修正，保證可以達(dá)到爆破要求；最后，嚴(yán)格布孔，使用精密儀器測(cè)量，保證爆孔位置正確，避免不必要的孔，保證炸藥的合理使用率，避免不必要的浪費(fèi)。

3 結(jié)束語(yǔ)

一般爆破炸藥開(kāi)采成本占據(jù)總成本的25%左右，可見(jiàn)爆破的成本過(guò)于高。通過(guò)有效措施降低露天巖體的爆破炸藥成本，不僅能為企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)效益，也能將節(jié)約的成本用于技術(shù)，提高開(kāi)采過(guò)程的安全性。

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