非煤礦山露天礦不良爆破現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析

【摘要】礦石開(kāi)采中，對(duì)于非煤礦山露天礦的礦巖開(kāi)采通常采用深孔爆破的方法，爆破中進(jìn)場(chǎng)出現(xiàn)爆破后沖、根底、大塊等不良爆破現(xiàn)象，給采礦生產(chǎn)活動(dòng)帶來(lái)一定的困難。本文針對(duì)露天礦不良爆破現(xiàn)象進(jìn)行分析，并提出針對(duì)性的解決策略和方法，進(jìn)而改善爆破效果，為今后的采礦工作提供理論和實(shí)踐支持。

【關(guān)鍵詞】露天礦；深孔爆破；不良爆破；爆破根底；爆破大塊

露天采礦臺(tái)階采剝、掘溝等工程是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，需要涉及到爆破、巖礦地質(zhì)、運(yùn)輸?shù)确矫?，尤其是深孔爆破?duì)巖礦實(shí)施破碎，以實(shí)現(xiàn)露天礦的開(kāi)采。但在實(shí)際的爆破施工過(guò)程中，爆破工藝、礦巖地質(zhì)特性、運(yùn)輸設(shè)備等諸多因素的影響，使爆破工程出現(xiàn)后沖、根底、大塊等不良爆破現(xiàn)象，給生產(chǎn)施工安全帶來(lái)很大問(wèn)題，也大大影響了生產(chǎn)效率。

1.爆破上翻及后沖的原因及解決策略

目前露天礦臺(tái)階深孔爆破較多的采用多排孔爆破，這種方式往往會(huì)造成后排孔后沖上翻，受前排爆破的影響，后排未爆臺(tái)階容易產(chǎn)生裂隙與礦巖堆積，嚴(yán)重影響下次爆破難度。爆破后沖上翻產(chǎn)生的原因通常為前排孔底盤(pán)抵抗線過(guò)大，炮孔填塞高度過(guò)大，起爆方法不正確以及爆破參數(shù)設(shè)置適當(dāng)、一次爆破排數(shù)過(guò)多等原因。較為有效的解決方法有：其一，前排孔爆破方面嚴(yán)格設(shè)定底盤(pán)抵抗線，以不超過(guò)臺(tái)階高度為宜，清除根底與爆破阻力，給后排孔創(chuàng)造爆破自由面；其二，布孔應(yīng)與臺(tái)階高度相適應(yīng)，可采取后排孔適量減少裝藥量或間隔裝藥方法；其三，針對(duì)不同的礦巖，可采用多排孔微差爆破的方法，排間微差間隔應(yīng)根據(jù)具體的礦巖屬性設(shè)置，通常前后排孔的起爆間隔的合理方位應(yīng)在12～16ms/m，后排孔間隔的增加約為10%較為理想；其四，為減少后排孔底盤(pán)抵抗線，可采取傾斜深孔爆破方法。

2.爆破根底產(chǎn)生原因及對(duì)策

2.1產(chǎn)生原因

（1）前排抵抗線偏大。受到場(chǎng)地因素的影響，潛孔鉆安全距離一般較小，這就使得邊緣孔位置靠后，造成前排爆孔抵抗線局部超限，當(dāng)?shù)妆P(pán)抵抗線超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，臺(tái)階坡底線離爆破中塊區(qū)較遠(yuǎn)，坡底線與中塊區(qū)邊緣之間的大快區(qū)的礦巖裂隙很小，最終形成了根底。另外，多孔爆破時(shí)，前排爆破過(guò)后，臺(tái)階前留有爆堆，后排爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生擠壓爆破的效果，過(guò)量爆堆的夾制作用造成根底形成。

（2）孔網(wǎng)參數(shù)不合理。多排孔爆破時(shí)，受限于采場(chǎng)地質(zhì)條件和穿孔等因素的制約，會(huì)出現(xiàn)在某兩個(gè)相鄰的炮孔間距過(guò)大或者孔間排距過(guò)大，這樣會(huì)造成炮孔間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出抵抗線的最小數(shù)值，在這種情況下相鄰兩個(gè)炮孔爆炸產(chǎn)生的裂隙不能貫通，導(dǎo)致形成根底。

（3）超深偏小。在實(shí)際的巖礦開(kāi)采施工中，由于巖礦屬性或地址等因素以及人工、設(shè)備等因素的影響，會(huì)出現(xiàn)局部鉆孔超深未達(dá)到施工要求，這些超深偏小的炮孔填裝炸藥后使炸藥的中心偏上，使得爆炸的能量集中釋放區(qū)偏上，最終造成根底形成。

（4）有斷層破碎帶穿過(guò)爆區(qū)。實(shí)際爆破施工的巖礦不可能是理想狀態(tài)下的，巖礦的斷層和破碎帶屬性不均衡，往往會(huì)存在大量的碎石，造成局部巖礦硬度不均衡，在這種狀況下進(jìn)行爆破，炸藥的能量不能均衡的作用于炮孔四周，爆轟氣體會(huì)沿著弱面逸出，那么在硬面就會(huì)形成根底。

2.2減少根底產(chǎn)生的綜合措施

（1）選擇合理的超深。為減少根底的產(chǎn)生，鉆孔超深（h）必須與臺(tái)階面角、高度以及底盤(pán)抵抗線（w）等因素具有高度相關(guān)性，通常的關(guān)系公式為：，其中p為超深系數(shù)，其數(shù)值需要根據(jù)礦石可爆性的具體屬性來(lái)確定。在關(guān)系公式下，合理確定個(gè)指標(biāo)的數(shù)值，即可計(jì)算出合理的超深。

（2）選擇合理的孔網(wǎng)參數(shù)。在實(shí)際的施工操作中，孔網(wǎng)參數(shù)的確定需要多個(gè)指標(biāo)數(shù)值，比如臺(tái)階高度（H）、炮孔的直徑（d）和孔深（L）、超深以及炸藥單耗（q）等，有這些指標(biāo)可得出炮孔的最大裝藥量，由此可知單孔最大爆破體積與最大孔網(wǎng)面積，然后根據(jù)實(shí)際的巖礦開(kāi)采狀況，最終確定合理的排距、孔距、孔深、底盤(pán)抵抗線和單孔裝藥量。

3.爆破大塊產(chǎn)生的原因及對(duì)策

露天礦開(kāi)采中最常見(jiàn)的不良爆破現(xiàn)象就是大塊的產(chǎn)生，過(guò)多的大塊嚴(yán)重影響施工安全和二次爆破成本，進(jìn)而影響了生產(chǎn)效率。大塊產(chǎn)生的影響因素很多，容易產(chǎn)生大塊的幾個(gè)區(qū)域主要有：炮孔充填物段、臺(tái)階坡面和邊排孔之間、軟硬巖交接面部位、堅(jiān)硬巖礦。

3.1臺(tái)階坡面的大塊

在臺(tái)階坡面的范圍內(nèi)，連續(xù)的爆破會(huì)對(duì)巖體特性造成改變，當(dāng)前排爆破過(guò)后，爆破作用及能量會(huì)對(duì)巖體產(chǎn)生巨大的影響，造成巖體出現(xiàn)大量的裂隙，甚至過(guò)多的爆破能量還會(huì)造成巖體直接產(chǎn)生大塊。這種后果還會(huì)導(dǎo)致爆炸應(yīng)力波的反射作用減弱，使后續(xù)爆破效應(yīng)難以抵達(dá)臺(tái)階坡面的塊體內(nèi)部，這樣的后續(xù)爆破只會(huì)形成巖體的脫落，對(duì)巖體產(chǎn)生擠壓破碎的效果不明顯。這種狀況下需要需要盡可能減少后排孔的超爆現(xiàn)象。另外在施工中要保證前排孔抵抗線的均勻度以及炮孔裝藥量。

3.2臺(tái)階頂部的大塊

臺(tái)階頂部的大塊產(chǎn)生原因主要集中在兩個(gè)方面，一個(gè)是炸藥裝在底部時(shí)爆炸作用不均衡造成頂部大塊，另一個(gè)是相鄰兩個(gè)臺(tái)階之間，下一臺(tái)階受上一臺(tái)階爆破作用形成裂隙切割頂部巖體，并且這種情況下，不一致的超深會(huì)造成更為嚴(yán)重的頂部大塊。常用的降低頂部大塊的措施有小孔徑爆破和分段裝藥爆破，這些措施效果不徹底時(shí)，就需要借助輔助炮孔的作用，在正常的炮孔中添加布置輔助孔，使臺(tái)階爆破時(shí)獲得更為均衡的爆破能量，可有效控制頂部大塊的產(chǎn)生。

3.3難爆礦巖的大塊

由于礦巖的特性不同，爆破效果亦不相同，我們通常所說(shuō)的難爆礦巖是指致密、堅(jiān)硬的巖石，這種特性的巖石很容易產(chǎn)生大塊。另外在實(shí)際的爆破作業(yè)中還經(jīng)常發(fā)現(xiàn)黃褐色原生面的大塊，這種大塊很難從技術(shù)層面解決。出現(xiàn)在臺(tái)階坡面、頂面、軟硬巖交界面產(chǎn)生的大塊，通常是爆破不當(dāng)造成的，可從爆破參數(shù)、器材、技術(shù)等方面著手改進(jìn)。通?？刹捎玫募夹g(shù)手段有：調(diào)整起爆順序，增加孔距，小抵抗線大孔距等方法。

4.結(jié)束語(yǔ)

露天礦臺(tái)階深孔爆破作業(yè)中不良爆破現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是多方面的，除個(gè)別因素不易控制之外，多數(shù)因素是可控的。因此在實(shí)際的施工作業(yè)中，對(duì)可控因素采取合適的技術(shù)措施進(jìn)行嚴(yán)格的控制，最大限度的實(shí)現(xiàn)有效爆破具有積極的意義。本文對(duì)不良爆破的主要表現(xiàn)形式及因素進(jìn)行了深入的分析，給以后相關(guān)技術(shù)深化研究提供了理論基礎(chǔ)。

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作者簡(jiǎn)介

李鵬程（1988-），男，2013年畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)礦物資源工程專業(yè)采礦方向，主要從事露天采礦和爆破方面的工作。