德興銅礦降低大塊率和根底率的措施探討

摘 要：通過對德興銅礦地質(zhì)構(gòu)造及實際爆破效果的調(diào)查基礎(chǔ)上，分析了爆破大塊與根底產(chǎn)生的原因，并采取了一系列優(yōu)化措施，改善了爆破效果，對露天礦山爆破設(shè)計、施工有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：德興銅礦；爆破；大塊率；根底；優(yōu)化措施

爆破施工是露天采礦作業(yè)的重要組成部分，爆破效果的好壞，直接影響著后序工作的進(jìn)行，關(guān)系到采礦成本的高低。爆破之后的大塊和根底是衡量爆破質(zhì)量的指標(biāo)，直接影響電鏟的鏟挖效果、二次爆破以及機(jī)械破碎的工作量。因此，減少大塊率和根底數(shù)，對提高采礦生產(chǎn)效率、節(jié)約采礦成本、保證施工安全具有重大意義。

一、礦區(qū)地質(zhì)性質(zhì)

德興銅礦為一特大細(xì)脈浸染型斑巖銅礦，礦體賦存在花崗閃長斑巖體與千枚巖地層的接觸帶，礦石與圍巖沒有明顯分界線。礦區(qū)構(gòu)造主要為斷裂構(gòu)造，礦區(qū)斷層縱橫交錯，裂隙密集成帶，礦巖堅固、致密、有韌性、節(jié)理裂隙比較發(fā)育，整體性較好。礦巖按可爆性分為三類：Ⅰ類礦巖主要是強(qiáng)蝕變千玫巖，花崗閃長玢巖，普氏系數(shù)f=10-12。致密堅硬有韌性，難于穿爆；Ⅱ類礦巖為黃鐵礦含量較高及蝕變較弱的千玫巖，f=6-8，硬而脆，較易爆破；Ⅲ類礦巖為未蝕變或蝕變很弱的千玫巖，節(jié)理發(fā)育，可爆性好。

二、大塊和根底產(chǎn)生原因

通過對德興銅礦的實際爆破效果的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大塊產(chǎn)生部位主要集中在臺階上部、同一爆區(qū)軟硬巖分界處、節(jié)理裂隙發(fā)育的地方以及爆區(qū)的側(cè)后部邊界。根底主要出現(xiàn)在底盤抵抗線過厚、超深不夠、充填長度不夠、施工管理不到位等地方?？拙W(wǎng)參數(shù)的偏大和炸藥單耗偏低，都會產(chǎn)生大塊和根底。

（一）臺階上部

炮孔充填長度偏大，導(dǎo)致表面巖石得不到足夠炸藥的能量作用，使其不能過度粉碎，從而產(chǎn)生大塊。

（二）同一爆區(qū)，軟硬巖分界處

同一爆區(qū)，爆破介質(zhì)發(fā)生明顯的變化的分界處，起到了自由面的作用，爆破應(yīng)力波在該處會出現(xiàn)反射卸載作用，導(dǎo)致炸藥波阻抗與礦巖波阻抗不相符，加上軟硬礦巖不一致，碰撞強(qiáng)度減弱，易生產(chǎn)大塊。

（三）節(jié)理裂隙發(fā)育的區(qū)域

由于自然的地質(zhì)作用，部分巖體的節(jié)理裂隙比較發(fā)育，構(gòu)造面也比較復(fù)雜，導(dǎo)致爆破能量的衰減或阻斷，大部分能量從裂隙中溢出，應(yīng)力波壓力極速下降，作用到礦巖的強(qiáng)度無法到達(dá)其極限強(qiáng)度，只會使原來的裂縫增大，從而產(chǎn)生大塊。

（四）爆區(qū)的側(cè)后部位

由于前一面爆破的影響，側(cè)后部位往往受到后沖的影響，原有的裂隙進(jìn)一步發(fā)育，爆破引起的爆轟波對側(cè)后部位的影響，特別是塊狀的巖石，難以控制其垮落，一旦垮落，多數(shù)以大塊的形式存在。同時，側(cè)后排孔由于后序布孔工作的需要，炸藥單耗比前排孔的炸藥單耗偏低，藥量裝少，遇到難爆巖石的時候，大塊也會偏多。

（五）底盤抵抗線過厚

受后沖作用和鏟挖作業(yè)的影響，臺階坡面角減小，加上鉆機(jī)鉆孔與坡頂線安全距離的限制，導(dǎo)致底盤抵抗線偏大，最后在臺階底部形成根底。

（六）超深以及充填長度不夠

超深不夠，炸藥能量無法克服臺階底部的阻力，易產(chǎn)生根底。充填質(zhì)量差，形成沖天炮，大量能量從炮孔沖出，同樣無法克服臺階底部的阻力。

（七）施工管理不到位

水孔裝藥，如果皮管不到底部就開始裝藥，底部巖石受不到炸藥爆破能量的作用，易出現(xiàn)根底。

（八）炸藥的質(zhì)量

通過實踐經(jīng)驗，在采區(qū)進(jìn)行爆破作業(yè)，所需的炸藥的爆速過低，也會影響大塊的增加量。

（九）孔網(wǎng)參數(shù)的確定

孔距、排距布置過大，炸藥的爆破能量無法充分作用，不能使炮孔中間的礦巖粉碎為合格的塊度，同時爆破漏斗所作用的區(qū)域也會因孔網(wǎng)的偏大而無法作用底部，易產(chǎn)生根底。

（十）老隆以及采空區(qū)的區(qū)域

該區(qū)域的存在，給現(xiàn)場施工造成了困難，所裝的藥量會流失，造成炸藥爆破的能量不足，造成根底和大塊。

三、優(yōu)化措施

（一）節(jié)理裂隙發(fā)育、前排孔底盤抵抗線過厚的區(qū)域

根據(jù)實際的地質(zhì)資料，摸清礦巖的性質(zhì)、產(chǎn)狀及其變化情況，合理的布控，在個別無可避免的情況下，可以縮短孔網(wǎng)參數(shù)，多打孔，加密前排孔的數(shù)量，起到增加藥量的作用，可減少大塊和根底。

（二）優(yōu)化孔網(wǎng)參數(shù)

可以根據(jù)前一面炮的爆破效果以及鏟挖效果，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)。為了使爆破能量能夠均勻分布，采用三角形布孔方式，同時為了改善爆破質(zhì)量，適當(dāng)?shù)販p少排距加大孔距，從而增大臨近系數(shù)。德興銅礦難爆區(qū)孔網(wǎng)為6m×6m，5m×7m。易爆區(qū)域孔網(wǎng)為6m×8m、7m×9m。

（三）合理炸藥單耗

單位炸藥消耗不僅直接影響到爆破效果，而且影響到爆破成本的高低。炸藥單耗過高，炸藥爆炸后，破碎能轉(zhuǎn)化為動能，巖塊拋擲過遠(yuǎn)，爆堆塌散，不集中。既浪費炸藥又不安全。同時也增加了工程機(jī)械作業(yè)量。單耗過低又達(dá)不到預(yù)期效果，增加二次破碎等費用，影響大型鏟運設(shè)備效率的發(fā)揮。德興銅礦Ⅰ類難爆巖炸藥單耗取1.04-1.39kg/m3，單孔裝藥750kg，易爆巖的炸藥單耗為0.90～1.03 kg/m3，單孔裝藥量650kg。較合適。在確?？拙W(wǎng)負(fù)擔(dān)面積不變的情況下，增加炸藥單耗，可以加強(qiáng)炸藥對巖體的破碎度。

（四）穩(wěn)定炸藥質(zhì)量

在實施爆破作業(yè)的時候，應(yīng)檢查炸藥的顏色、稀稠以及發(fā)泡程度，禁止不合格的炸藥入孔裝藥；通過測試炸藥爆速，保證炸藥的爆速在4200m/s以上；并且定期對炸藥車進(jìn)行查剩藥，避免失效的炸藥次日與新配好的炸藥混裝。

（五）采用預(yù)留碴擠壓爆破

留碴厚度一般取4-6米。在臺階工作面前留一定數(shù)量的渣體，一方面，可以顯著增加巖石中的爆炸應(yīng)力，延長爆破作用時間，改善爆破能量利用率和爆破效果，另一方面，能控制爆堆寬度，減少前沖距離。由于緊貼爆堆，會產(chǎn)生較大的透過波損失，因此第一排孔可提高30%-40%的裝藥量，并且適當(dāng)?shù)目s短孔網(wǎng)參數(shù)。

（六）合理的秒量搭配

采用微差爆破，利用秒量的時間差來增強(qiáng)碰撞效果。由于毫秒系列雷管各段有微小時差，先起爆炸藥在巖體中已造成一定的破壞，形成了一定寬的裂隙和附加自由面，為后起爆炸藥提供了有利爆破條件。如果爆破參數(shù)選擇合理，就會改變后爆炸藥的最小抵抗線方向，使其作用方向平行于壁，這樣就減少了炮堆的拋擲距離和爆破寬度。難爆區(qū)采用25ms和65ms，17ms與42ms搭配，易爆區(qū)采用42ms與100ms搭配。

（七）嚴(yán)格現(xiàn)場施工

水孔裝藥，應(yīng)確保炸藥車裝藥皮管到炮孔底部之后才開始裝藥，充填過程要緩慢進(jìn)行，讓巖粉充分下沉，保證設(shè)計的充填高度。水孔施工過程要及時回填。在炮孔內(nèi)炸藥的上部用隔離塞阻隔充填巖碴，防止巖碴與乳化炸藥混合。

（八）老隆采空區(qū)爆破施工

根據(jù)鉆機(jī)作業(yè)時壓力表的變化，提前確定采空區(qū)的位置，施工時采用隔離器堵住漏藥的位置，其余深度按正常裝藥，并且保證設(shè)計的充填高度。

四、結(jié)語

在爆破施工中，導(dǎo)致大塊和根底出現(xiàn)的因素較多，通過科學(xué)合理的設(shè)計，可以減少大塊和根底的出現(xiàn)。德興銅礦在實際爆破作業(yè)中，總結(jié)出來的措施，對類似礦山爆破設(shè)計具有一定的參考意義。

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作者簡介：陳洪?。?975- ），男，德興銅礦采礦場，助理工程師。