淺析礦山地下開(kāi)采中深孔爆破工藝技術(shù)的優(yōu)化

張平發(fā)

（赤峰中色白音諾爾礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 025473）

赤峰中色白音諾爾礦業(yè)有限公司是一家鉛鋅采選企業(yè)，礦區(qū)采場(chǎng)采用的主要開(kāi)采技術(shù)為無(wú)底柱空?qǐng)霾傻V法，其關(guān)鍵工藝參數(shù)是礦塊每50m為一階段，每15m為一分段。每一分段中沿礦脈分布的巷道為沿脈，以穿透礦脈走向的巷道作為穿脈。各穿脈之間的間距設(shè)定為12m～18m，同時(shí)每隔60m～100m便設(shè)有一道溜井。溜井呈穿脈相互交錯(cuò)的形式進(jìn)行分布。隨著礦石回采，崩落的巖石、礦石構(gòu)成覆蓋層[1]。回采是通過(guò)穿脈上鑿的扇形深孔，在其中填入炸藥進(jìn)行爆破操作，爆破崩落的零散礦石通過(guò)鏟運(yùn)機(jī)作用下運(yùn)輸?shù)搅锞?。接著，在電機(jī)車作用下將溜井底部的礦石運(yùn)輸?shù)狡七\(yùn)系統(tǒng)。

1 影響中深孔爆破效果的因素

1.1 中深孔鑿巖施工

中深孔鑿石施工質(zhì)量水平與礦石放礦效果、礦石回收、勞動(dòng)強(qiáng)度、爆破落礦、回采爆破裝藥、爆破成本、裝藥安全性等因素都有著直接關(guān)系。當(dāng)前，礦區(qū)Ⅰ-III礦體各中深孔施工周期較長(zhǎng)，且同時(shí)受到地質(zhì)條件、爆破震動(dòng)、地壓水平等多種因素的影響，造成中深孔受到一定的破壞，導(dǎo)致中深孔錯(cuò)位、堵塞的情況，中深孔炸藥裝量減少，直接影響到爆破水平[2]。

1.2 人為因素

由于勞動(dòng)強(qiáng)度、操作習(xí)慣、個(gè)人體能等因素直接影響到中深孔炸藥裝量，從而直接影響到中深孔爆破效果。因此，規(guī)范個(gè)人裝藥操作是提升中深孔炸藥裝量、保證中深孔爆破質(zhì)量的關(guān)鍵?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采區(qū)中深孔炸藥裝填操作過(guò)程中，主要存在這樣幾個(gè)問(wèn)題：

首先，中深孔炸藥填充前未對(duì)孔壁是否完全等情況進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查和分析，未能確認(rèn)中深孔是否存在堵孔、連通、貫穿等情況，未能對(duì)中深孔進(jìn)行疏通操作，也未能對(duì)貫通孔、貫穿孔進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)，便直接進(jìn)行炸藥裝填、爆破操作。

其次，因個(gè)人技能水平、判斷失誤等因素的影響，導(dǎo)致頂板、浮石撬除不徹底，且因?yàn)楸茀^(qū)域震動(dòng)因素的影響造成浮石滑落，導(dǎo)致導(dǎo)報(bào)被砸裂而拒爆。一旦出現(xiàn)拒爆的情況，就只能在第二天爆破，而停留在孔內(nèi)的炸藥則可能出現(xiàn)受潮的情況，從而直接影響到爆破成效。

1.3 中深孔爆破自由面

在進(jìn)行爆破操作時(shí)與炸藥充分接觸的巖體界面，稱為“爆破自由面，”對(duì)爆破有著直接的影響，是造成爆破漏斗的主要原因。當(dāng)前，白音諾爾礦區(qū)中深孔爆破操作中，中深孔炸藥填充采用人工填充的方式，因?yàn)閭€(gè)人認(rèn)知水平、技能水平等的影響，對(duì)爆破自由度缺乏科學(xué)判斷，導(dǎo)致爆破提前，造成在爆破過(guò)程中無(wú)法充分發(fā)揮爆破自由面的作用，從而直接影響到中深孔爆破效果。

2 采取的技術(shù)措施

2.1 改進(jìn)技術(shù)參數(shù)

（1）最小抵抗線的優(yōu)化

爆破應(yīng)力波、爆轟氣體是導(dǎo)致礦石破碎的主要?jiǎng)恿?，在爆破?yīng)力波的作用下，在巖石表明形成裂隙，而爆轟氣體則將爆破應(yīng)力波形成的巖石裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大。隨著爆破應(yīng)力波和爆源中心距離的不斷增加，爆破應(yīng)力波不斷減弱。爆破應(yīng)力波作用范圍包括沖擊波作用區(qū)、彈性波組排用區(qū)、壓縮波作用區(qū)等[3]。礦巖破碎區(qū)是在壓縮波、沖擊波作用區(qū)基礎(chǔ)上形成的，其作用范圍是炸藥作用范圍的十倍、十五倍，在該作用區(qū)以外區(qū)域的巖體，只能在爆轟氣體作用下，形成拋擲效果。通過(guò)實(shí)地調(diào)查和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，認(rèn)為W=2.2m。

（2）炮孔密集系數(shù)的改進(jìn)

礦巖爆破是在氣體推力、反向應(yīng)力波作用下實(shí)現(xiàn)的，在孔距較小的情況，炮孔之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)弱面，爆破產(chǎn)生的能量就會(huì)在該弱面作用下形成散逸的情況，導(dǎo)致爆破能力無(wú)法獲得有效應(yīng)用，產(chǎn)生光面爆破，造成爆破產(chǎn)生的能量，提早出現(xiàn)散逸，這些都是造成爆破塊較大、部分區(qū)域未能完全爆破的主要因素。根據(jù)公式m=L/W確定參數(shù)，公式中的W是最小抵抗線，L是孔底距[4]。

（3）炸藥消耗量的確定

炸藥消耗量也是關(guān)系到爆破結(jié)果的重要因素，炸藥消耗量較小，將導(dǎo)致爆破不徹底或者無(wú)法達(dá)到預(yù)期爆破效果，對(duì)后期的爆破也有較大影響。而如果炸藥消耗量較大，將導(dǎo)致炸藥的大量浪費(fèi)。確定炸藥消耗量的計(jì)算公式為q=Q/A，公式中的Q指的是炸藥量，A是體積，大量的市政經(jīng)驗(yàn)指出，q一般在0.3～0.4之間[5]。

2.2 優(yōu)化爆破工藝

（1）起爆間隔時(shí)間的合理選取

微差爆破能有效避免或者減少地震爆破效應(yīng)，且能夠起到提升爆破效果等效用，因此應(yīng)當(dāng)保證爆破微差科學(xué)性。就爆破能量使用而言，首先，應(yīng)當(dāng)從殘余應(yīng)力角度入手，保證爆破藥包和爆破后藥包之間的連貫性，從而達(dá)到優(yōu)化爆破塊度、擴(kuò)大爆破效果的目的。通過(guò)對(duì)大量實(shí)證案例的分析發(fā)現(xiàn)，最佳的爆破微差時(shí)間在5ms～35ms；同時(shí)，就巖石相撞的角度而言，應(yīng)當(dāng)有足夠的時(shí)間保證巖體能夠爆裂，從而為下一排的爆破操作提供足夠的爆破自由面，并將時(shí)間減少到前排巖體運(yùn)動(dòng)中。后排巖體爆裂后，兩排巖體將再次出現(xiàn)撞擊，并形成更大的破碎。為減少爆破后的大塊，將微差爆破時(shí)間控制在20～50ms的范圍中。綜合前文所述，結(jié)合相關(guān)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，前五排爆破微差時(shí)間大約是25ms，符合采場(chǎng)爆破操作要求。

（2）加強(qiáng)炮孔的裝藥密度

加強(qiáng)在職員工的專業(yè)技能和知識(shí)培訓(xùn)，提升員工技能水平，在中深孔爆破炸藥裝填過(guò)程中，必須根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝填，每個(gè)中深孔的藥量都必須充分進(jìn)行調(diào)查、分析，確定炸藥用量，如果中深孔炸藥填充量有所不足，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，從而保證爆破效果，提升爆破質(zhì)量。

（3）確保炮孔填塞

炸藥填充完成后，應(yīng)及時(shí)填塞，提升爆破氣體作用，并進(jìn)一步提升并擴(kuò)大爆破效果。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的進(jìn)步及礦山的日益發(fā)展，不斷優(yōu)化中深孔爆破技術(shù)是我們不懈追求的目標(biāo)。因此，在目前中深孔爆破參數(shù)的基礎(chǔ)上，要努力克服困難，繼續(xù)優(yōu)化中深孔爆破效果，從而為礦山的節(jié)約生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)成本。為此，在以后的生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)該不斷探索更有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)和方法，為建設(shè)現(xiàn)代化礦山和提高礦山產(chǎn)能做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。