數(shù)碼雷管在某露天礦山中的優(yōu)化實踐

譚明洪，張全龍，馮光華，陳文坤，胡 輝

（1.云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南 馬關 663700；2.昆明理工大學，云南 昆明 650093）

1 爆破參數(shù)

爆破參數(shù)關系著爆破效果及鏟裝運輸效率，影響著礦山的生產(chǎn)能力的大小。因此，有必要對現(xiàn)有爆破參數(shù)進行合理的設計及相關優(yōu)化，主要參數(shù)包括臺階高度、孔徑及布孔形式等參數(shù)[1]。

1.1 布孔形式

礦山采用三角形布孔，無論布孔參數(shù)如何改變，使爆破能量均布。

1.2 底盤抵抗線

底盤抵抗線直接影響臺階爆破效果好壞。底盤抵抗線Wd一般根據(jù)孔徑和臺階高度設計：

式中：Wd—底盤抵抗線，m；H—臺階高度，m。

式中：Wd—底盤抵抗線，m；d—孔徑，mm；K—系數(shù)。

表1 值范圍

鑒于該采場露天爆破主要為清渣爆破，因此，根據(jù)爆破經(jīng)驗公式以及采場的實際情況，本次試驗設計底盤抵抗線178mm孔徑是7m～8m。

1.3 超深與孔深

式中：h—超深，m；Wd—底盤抵抗線，m。

堅硬礦巖取大值，反之取小值。根據(jù)現(xiàn)場巖性的不同和之前的生產(chǎn)實際，超深取1m～2.5m。

炮孔深度為：L=H+h=16m～17.5m

1.4 填塞高度

一般按孔徑的大小確定填塞的長度，經(jīng)驗公式：

采場現(xiàn)如今所使用的鉆機主要有178mm和250mm孔徑，經(jīng)計算則填塞長度分別為2.8m～5.7m和4.0m～8.0m，以鉆孔的巖屑作為填塞材料。經(jīng)驗表明，如果填塞長度小于2/3最小抵抗線時，將引起飛石，爆破噪聲和后沖等問題。根據(jù)華聯(lián)鋅銦礦山以往實際的爆破經(jīng)驗，在保證安全的前提下，能高效的利用炮孔空間，增大單孔爆破量，設計的炮孔填塞長度分別選?。?78mm孔徑炮孔填塞長度達到5.8m左右。

1.5 裝藥結構

基于現(xiàn)場實際情況，根據(jù)設計要求，在確定其炸藥單耗、單孔藥量、及填塞長度的情況下，采用中部間隔和連續(xù)的裝藥結構方式。

1.6 單位炸藥消耗量

式中，q—單位炸藥消耗量，kg/m3；γ—礦巖容重，t/m3；f—礦巖普氏硬度系數(shù)。

根據(jù)采場現(xiàn)場爆破的實際情況，選取現(xiàn)場試驗的炸藥單耗，片巖：0.22～0.28kg/m3；矽卡巖：0.36～0.42kg/m3；大理巖 ：0.46～0.50kg/m3。

表2 初定孔、排距組合

1.7 炮孔密集系數(shù)

寬孔距小抵抗線對于高臺階深孔爆破的破碎效果有較好的作用。目前國內(nèi)外國外有關寬孔距小抵抗線的研究，一般為臺階拋擲爆破。對于一般的拋擲爆破，根據(jù)礦山并結合采場巖性的巖性，此次孔網(wǎng)密度系數(shù)選定為1.0～2.5之間。

1.8 孔距與排距

采用梅花型布孔方式，曼家寨采場邊坡角度為α=40o～60o，則孔距a=mW，排距b=a＊sin（40o～60o）。

式中：a—炮孔間距；b—排間距；W—底盤抵抗線；

其中，m為炮孔的密集系數(shù)，一般取1.1～2.0，考慮到采場的爆破作業(yè)的實際情況，選定孔排距組合如表2所示。

1.9 毫秒延期時間的確定

根據(jù)華聯(lián)鋅銦礦山的孔網(wǎng)參數(shù)，選取現(xiàn)場試驗的延期時間：在孔徑178mm情況下，孔間延期時間為24ms～44ms；排間延期時間為45ms～90ms；同時，根據(jù)國內(nèi)同類礦山同種巖性爆破作業(yè)和曼家寨現(xiàn)場爆破作業(yè)經(jīng)驗，選取孔內(nèi)間隔時間10ms。

2 現(xiàn)場生產(chǎn)爆破試驗方案

2.1 現(xiàn)場試驗參數(shù)

根據(jù)此前計算確定的現(xiàn)場試驗的爆破參數(shù)，進行了若干次現(xiàn)場爆破試驗。具體試驗參數(shù)如表3所示。

2.2 起爆網(wǎng)絡及聯(lián)線組網(wǎng)方式

本采場的爆破連接網(wǎng)絡最通用的為V型起爆網(wǎng)絡，其使用高精度導爆管雷管和數(shù)碼電子雷管的聯(lián)結網(wǎng)絡具體如圖1所示。

圖1 起爆網(wǎng)絡及連線示意圖

圖1所示，使用數(shù)碼電子雷管的起爆網(wǎng)絡較為簡便，無論是何種類型的起爆網(wǎng)絡，使用電子數(shù)碼雷管都只需一種簡單直接的連接方式。從雷管的使用數(shù)量上看，使用高精度導爆管雷管每個孔孔外仍然需要使用一枚雷管進行孔間連接；而使用電子數(shù)碼雷管，孔外只需要將孔內(nèi)雷管腳線上的線卡直接連接在組網(wǎng)的起爆母線上即可，無需使用多余的雷管進行連接。

3 爆破效果

通過對現(xiàn)有的爆破采場進行相關試驗，在已有的設計參數(shù)及爆破設計網(wǎng)絡連接情況下，從爆破大塊率及爆破根底方面進行分析，從而比較高精度導爆管雷管及數(shù)碼電子雷管的優(yōu)劣，更好地為現(xiàn)場爆破參數(shù)選擇提供更好的依據(jù)。

3.1 大塊率統(tǒng)計

大塊的標準主要取決于鏟裝設備的型號和尺寸，尺寸超過挖機挖斗最大裝載能力的巖塊稱為大塊。根據(jù)采場鏟裝的挖機的斗容，確定最大外形尺寸大于1.5m的礦巖為大塊。試驗后根據(jù)巖性和孔徑的不同。

3.2 根底統(tǒng)計分析

根據(jù)現(xiàn)場爆破產(chǎn)生的爆破效果，通過現(xiàn)場統(tǒng)計，計算出數(shù)碼電子雷管及高精度導爆管雷管的根底率，根據(jù)礦區(qū)內(nèi)各種不同的巖性進行統(tǒng)計，分別如表4所示。

表4 數(shù)碼電子雷管根底率統(tǒng)計表

3.3 爆破效果分析

從現(xiàn)場爆破作業(yè)后，使用數(shù)碼電子雷管和使用高精度導爆管雷管，相同條件下的爆破質(zhì)量有明顯差異。在不同爆破參數(shù)時，其根底和大塊率統(tǒng)計情況可以看出：①數(shù)碼電子雷管只有在大理巖巖性組爆破時產(chǎn)生了根底，試驗的多次爆破抽樣取值平均根底占有率為0.386%；而使用導爆管雷管的平均率卻達到0.743%。②對于大塊情況，基本每次爆破都有大塊產(chǎn)生，每次大塊率情況各不相同，試驗的18次爆破抽樣取值平均大塊占有率為0.106%；而相對應的使用導爆管雷管，根據(jù)生產(chǎn)上統(tǒng)計的數(shù)據(jù)顯示其平均大塊率為0.382%，通過簡單數(shù)據(jù)和現(xiàn)場爆堆形態(tài)對比，數(shù)碼電子雷管爆破效果明顯好于導爆管雷管。③經(jīng)過現(xiàn)場對比，從操作施工難度和安全上看，數(shù)碼電子雷管更具有導爆管雷管不可比擬的優(yōu)勢，網(wǎng)路簡便單一，不易漏連，出錯率低等。在現(xiàn)場進行爆破作業(yè)時需要根據(jù)采場實際情況，當次爆破作業(yè)區(qū)域的巖性組成，適當增加或減少炸藥單耗，調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)。

4 小結

本次對采用數(shù)碼電子雷管與高精度雷管在曼家寨采區(qū)區(qū)域內(nèi)進行了現(xiàn)場爆破試驗，得出了如下結論：①采用數(shù)碼雷管的所產(chǎn)生的爆破效果，較傳統(tǒng)的高精度導爆管雷管根底率小，且爆破塊度及爆破后爆堆更利于鏟運機械的鏟裝。②數(shù)碼雷管在連接網(wǎng)絡時，往往比較簡單，避免了傳統(tǒng)導爆管雷管的孔內(nèi)孔外導爆管雷管網(wǎng)絡連接的復雜性。③數(shù)碼雷管的孔內(nèi)孔外微差時間設置較為簡便，傳統(tǒng)的導爆管雷管的起爆時間往往通過并串聯(lián)型式進行連接，時間設置比較固定。